ANALYZING AND MANIPULATING DNAUntil

ANALYZING AND MANIPULATING DNA
Until the early 1970s, DNA was the most difficult biological molecule for the bio-chemist to analyze. Enormously long and chemically monotonous, the string of nucleotides that forms the genetic material of an organism could be examined only indirectly, by protein or RNA sequencing or by genetic analysis. Today, the situation has changed entirely. From being the most difficult macromolecule of the cell to analyze, DNA has become the easiest. It is now possible to isolate a specific region of almost any genome, to produce a virtually unlimited number of copies of it, and to determine the sequence of its nucleotides in a few hours. At the height of the Human Genome Project, large facilities with automated machines were generating DNA sequences at the rate of 1000 nucleotides per second, around the clock. By related techniques, an isolated gene can be altered (engineered) at will and transferred back into the germ line of an animal or plant, so as to become a functional and heritable part of the organism’s genome.
These technical breakthroughs in genetic engineering—the ability to manipulate DNA with precision in a test tube or an organism—have had a dra¬matic impact on all aspects of cell biology by facilitating the study of cells and their macromolecules in previously unimagined ways. Recombinant DNA tech¬nology comprises a mixture of techniques, some newly developed and some borrowed from other fields such as microbial genetics (Table 8-3). Central to the technology are the following key techniques:
1. Cleavage of DNA at specific sites by restriction nucleases, which greatly facilitates the isolation and manipulation of individual genes.
2. DNA ligation, which makes it possible to design and construct DNA molecules that are not found in nature.
3. DNA cloning through the use of either cloning vectors or the polymerase chain reaction, in which a portion of DNA is repeatedly copied to generate many billions of identical molecules.
4. Nucleic acid hybridization, which makes it possible to find a specific sequence of DNA or RNA with great accuracy and sensitivity on the basis of its ability to selectively bind a complementary nucleic acid sequence.
5. Rapid determination of the sequence of nucleotides of any DNA (even entire genomes), making it possible to identify genes and to deduce the amino acid sequence of the proteins they encode.
6. Simultaneous monitoring of the level of mRNA produced by every gene in a cell, using nucleic acid microarrays, in which tens of thousands of hybridization reactions take place simultaneously.
In this section, we describe each of these basic techniques, which together have revolutionized the study of cell biology.

Kết quả (Việt) 1:

PHÂN TÍCH VÀ THAO TÁC VỚI DNACho đến đầu thập niên 1970, ADN là phân tử sinh học khó khăn nhất cho các nhà sinh học, hóa học để phân tích. Rất dài và hóa đơn điệu, chuỗi nucleotide hình thành vật liệu di truyền của một sinh vật có thể được kiểm tra chỉ gián tiếp bằng protein hoặc RNA trình tự hoặc bằng cách phân tích di truyền. Ngày nay, tình hình đã thay đổi hoàn toàn. Bị macromolecule khó khăn nhất của các tế bào để phân tích, DNA đã trở nên đơn giản nhất. Bây giờ có thể cho cô lập một khu vực cụ thể của hầu hết các gen, để sản xuất một số lượng hầu như không giới hạn của bản sao của nó, và để xác định chuỗi của các nucleotide trong một vài giờ. Ở đỉnh cao của dự án bộ gen của con người, cơ sở lớn với các máy móc tự động đã tạo ra các trình tự ADN tại tỷ lệ 1000 nucleotide mỗi giây, xung quanh đồng hồ. Bởi kỹ thuật liên quan, một gen bị cô lập có thể được thay đổi (thiết kế) lúc chuyển trở lại vào dòng mầm của một động vật hoặc thực vật, và sẽ để trở thành một phần di truyền và chức năng của bộ gen của sinh vật.Những đột phá kỹ thuật trong kỹ thuật di truyền — khả năng thao tác DNA với độ chính xác trong một ống nghiệm hay một sinh vật-đã có một tác động dra¬matic trên tất cả các khía cạnh của sinh học tế bào bằng cách tạo điều kiện cho việc nghiên cứu tế bào và các đại phân tử của họ theo cách trước đây unimagined. Tái tổ hợp DNA tech¬nology này bao gồm một hỗn hợp của kỹ thuật, một số mới được phát triển và một số vay mượn từ các lĩnh vực khác như vi khuẩn di truyền học (bảng 8-3). Trung tâm công nghệ là các kỹ thuật quan trọng sau đây:1. cleavage của DNA tại các trang web cụ thể bằng cách hạn chế nucleases, mà rất nhiều tạo điều kiện cho sự cô lập và thao tác của các cá nhân gen.2. ADN ligation, mà làm cho nó có thể để thiết kế và xây dựng các phân tử DNA mà không được tìm thấy trong tự nhiên.3. ADN nhân bản bằng cách sử dụng hoặc nhân bản vectơ hoặc phản ứng chuỗi trùng hợp, trong đó một phần của DNA được sao chép nhiều lần để tạo ra nhiều hàng tỷ phân tử giống hệt nhau.4. axit Nucleic lai ghép, mà làm cho nó có thể tìm thấy một chuỗi cụ thể các DNA hoặc RNA với độ chính xác tuyệt vời và sự nhạy cảm trên cơ sở khả năng của mình để chọn lọc ràng buộc một chuỗi các axit nucleic bổ sung.5. nhanh chóng xác định các chuỗi của các nucleotide trong bất kỳ DNA (thậm chí toàn bộ bộ gen), làm cho nó có thể xác định gen và suy ra chuỗi axit amin, các protein họ mã hóa.6. đồng thời giám sát của cấp độ của mRNA sản xuất của mỗi gen trong tế bào, bằng cách sử dụng axit nucleic microarrays, trong đó có hàng chục ngàn loài lai giống phản ứng diễn ra đồng thời.Trong phần này, chúng tôi mô tả mỗi người trong số các kỹ thuật cơ bản, cùng nhau đã cách mạng hóa việc nghiên cứu về sinh học tế bào.

Kết quả (Việt) 2:

PHÂN TÍCH và thao tác DNA
Cho đến đầu những năm 1970, DNA là phân tử sinh học khó khăn nhất cho các nhà hóa học sinh học để phân tích. Vô cùng dài và hóa đơn điệu, chuỗi nucleotide hình thành các vật liệu di truyền của một sinh vật có thể được kiểm tra một cách gián tiếp, bởi protein hoặc ARN chuỗi hoặc bằng cách phân tích di truyền. Hôm nay, tình hình đã thay đổi hoàn toàn. Từ việc các đại phân tử khó khăn nhất của các tế bào để phân tích, DNA đã trở thành đơn giản nhất. Bây giờ có thể để cô lập một khu vực cụ thể của hầu như bất cứ bộ gen, để sản xuất một số lượng không hạn chế các bản sao của nó, và để xác định trình tự nucleotide của nó trong một vài giờ. Ở đỉnh cao của các dự án Human Genome, cơ sở lớn với máy móc tự động đã tạo ra chuỗi DNA ở mức 1000 nucleotide mỗi giây, trên đồng hồ. Bằng kỹ thuật liên quan, một gen bị cô lập có thể được thay đổi (thiết kế) theo ý thích và chuyển trở lại vào dòng mầm mống của một động vật hoặc thực vật, để trở thành một phần chức năng và di truyền của bộ gen của sinh vật.
Những đột phá kỹ thuật trong kỹ thuật di truyền, các khả năng thao tác DNA với độ chính xác trong một ống nghiệm hoặc một sinh vật-đã có một tác động dra¬matic trên tất cả các khía cạnh của sinh học tế bào bằng cách tạo điều kiện cho các nghiên cứu về tế bào và phân tử của họ theo những cách trước đây khó mà tưởng tượng. Tech¬nology DNA tái tổ hợp bao gồm một hỗn hợp của kỹ thuật, một số mới được phát triển và một số vay mượn từ các lĩnh vực khác như di truyền học vi sinh vật (Bảng 8-3). Trọng tâm của công nghệ như sau kỹ thuật chính:
1. Cleavage của DNA tại trang web cụ thể bằng cách nucleases hạn chế, mà rất nhiều tạo điều kiện cho sự cô lập và thao tác của các gene riêng biệt.
2. Thắt DNA, mà làm cho nó có thể để thiết kế và xây dựng các phân tử DNA mà không được tìm thấy trong tự nhiên.
3. Nhân bản DNA thông qua việc sử dụng một trong hai vectơ nhân bản hoặc phản ứng chuỗi polymerase, trong đó một phần của DNA được sao chép nhiều lần để tạo ra nhiều tỷ phân tử giống hệt nhau.
4. Lai axit nucleic, mà làm cho nó có thể tìm thấy một trình tự cụ thể của DNA hoặc RNA với độ chính xác và độ nhạy cảm trên cơ sở khả năng của mình để chọn lọc ràng buộc một chuỗi acid nucleic bổ sung.
5. Xác định nhanh của chuỗi các nucleotide của bất kỳ DNA (thậm chí toàn bộ hệ gen), làm cho nó có thể để xác định gen và để suy ra các chuỗi axit amin của protein họ mã hóa.
6. Giám sát đồng thời mức độ mRNA được sản xuất bởi tất cả các gen trong tế bào, sử dụng microarray axit nucleic, trong đó hàng chục ngàn phản ứng lai diễn ra đồng thời.
Trong phần này, chúng tôi mô tả một trong những kỹ thuật cơ bản, mà cùng nhau đã cách mạng hóa nghiên cứu sinh học tế bào.