Молекуларна генетика — разлика између измена

'''Молекуларна генетика''' је област [[Биологија|биологије]] која на [[Молекул|молекуларном]] нивоу проучава структуру и функцију [[Ген|гена]], користећи методе [[Молекуларна биологија|молекуларне биологије]] и [[Генетика|генетике]] . <ref>{{Cite web|url=https://plato.stanford.edu/entries/molecular-genetics/|title=Molecular Genetics (Stanford Encyclopedia of Philosophy)|last=|date=|publisher=|language=|access-date=}}</ref> Проучава [[Хромозом|хромозоме]] и [[Ekspresija gena|експресију гена]]. Може дати увид у [[Наслеђивање|наслеђе]], генетичке варијације и [[Мутација|мутације]], због чега је корисна у проучавању, разумевању и лечењу генетских болести.

: Главне генетичке компоненте [[Реакција ланчане полимеризације|реакције ланчане полимеризације]] (PCR) су [[Нуклеотид|ДНК нуклеотиди]], шаблони ДНК, [[Prajmer (molekularna biologija)|прајмери]] и [[Taq полимераза]]. ДНК нуклеотиди чине ланац ДНК шаблона за специфичну секвенцу која се репликује, док су прајмери су кратки ланци комплементарних нуклеотида где почиње репликација ДНК. Taq полимераза је топлотно стабилан [[ензим]] који скоковито покреће продукцију нових молекула ДНК на високим температурама потребним за реакцију. <ref>{{Cite book|title=Bioinformatics: An Introduction|last=Ramsden, Jeremy J|date=2009|publisher=Springer|isbn=978-1-84800-256-2|location=New York|page=191}}</ref>

: Клонирање је процес стварања великог броја идентичних копија секвенце ДНК. Циљна ДНК секвенца се убацује у [[вектор клонирања]] који потиче од самореплицирајућег вируса, [[Плазмид|плазмида]] или више ћелије организма. Када је уметнута одговарајућа секвенца ДНК, циљни и векторски фрагменти ДНК се везују чиме се добија [[Rekombinantna DNK|рекомбинантни ДНК]] молекул.<ref name="NCBI"> {{Cite web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/primer/genetics_molecular.html|title=NCBI|last=|first=|date=|website=|archive-url=|archive-date=|dead-url=|access-date=}} </ref> чиме се добија [[Rekombinantna DNK|рекомбинантни ДНК]] молекул. Молекул рекомбинантне ДНК се затим убацује у [[Бактерија|бактеријски]] сој (обично ''[[Ешерихија коли|E. coli]]'') који путем транформације производи неколико идентичних копија селектоване секвенце. [[Transformacija (genetika)|Трансформација]] представља механизам којим бактерије уносе одређену ДНК из околине у своје геноме .<ref>{{Cite book|title=Essential Cell Biology|last=Alberts|first=Bruce|date=2014|publisher=Garland Science|isbn=978-0-8153-4454-4|edition=4th|pages=332-333}}</ref>. Унутар једне бактеријске ћелије може бити клонирана само једна рекомбинантна ДНК.

: Изолацијом ДНК се из ћелије екстрахује ДНК у чистом облику. Прво се ДНК одваја од ћелијских компоненти као што су [[Протеин|протеини]], [[РНК]] и [[липиди]]. То се постиже постављањем изабраних ћелија у тубу са раствором који механички и хемијски отвара ћелије. Овај раствор садржи ензиме, хемикалије и соли, који разграђују све ћелијске компоненте осим ДНК. Садржи ензиме за растварање протеина, хемикалије које уништавају све присутне типове РНК, и соли које помажу да се ДНК изолује из раствора. Затим се раствор [[Centrifugiranje|центрифугира,]] што омогућава да се ДНК сакупи на дну епрувете. Након центрифугирања, раствор се одлије, а ДНК се ресуспендује у другом раствору, ради лакшег даљег рада. На овај начин добијен је концентровани узорак ДНК који садржи хиљаде копија сваког гена. За велике пројекте као што је [[DNK sekvenciranje|секвенцирање]] људског [[Геном|генома]], сав овај посао обављају роботи. <ref>{{Cite web|url=http://www.usfca.edu/fac-staff/dever/DNA_isolation_methods.pdf|title=DNA isolation methods|last=|first=|date=|website=|archive-url=|archive-date=|dead-url=|access-date=}}</ref>

ДНК која кодира синтезу протеина је крајњи циљ за научнике и та [[Ekspresija gena|експримирана]] ДНК се добија изоловањем иРНК (информациона РНК). Лабораторије користе нормалну ћелијску модификацију иРНК, којој се додаје до 200 [[Adenozin-monofosfat|аденинских нуклеотида]] на крају молекула ([[поли (А) реп]]). Након додања, ћелија пуца и њен садржај се излаже синтетичким куглицама које су обложене [[Timidin-monofosfat|тиминским нуклеотидима]]. Будући да се у молекулу ДНК, аденин и тимин везују водоничним везама, поли (А) реп и синтетичке куглице се привлаче и везују. Након везивања, ћелијске компоненте се могу испрати без уклањања иРНА. Када је иРНА изолована, прво се користи ензим [[Reverzna transkriptaza|реверзна транскриптаза]] која је преводи у једноланчану ДНК, из које се затим производи стабилна дволанчана ДНК коришћењем ензима [[ДНК полимераза|ДНК полимеразе]]. Комплементарна ДНК (цДНК) је много стабилнија од иРНК. Произведена дволанчана ДНК представља ДНК секвенце које се [[Фенотип|фенотипски]] испољавају. <ref>{{Cite web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/primer/genetics_molecular.html|title=NCBI|last=|first=|date=|website=|archive-url=|archive-date=|dead-url=|access-date=}}</ref>

На пројекту је радило осамнаест различитих земаља, укључујући Сједињене Америчке Државе, Јапан, Француску, Немачку и Велику Британију. Заједнички пројекат је резултирао откривањем многих предности молекуларне генетике. Открића у областима као што су [[молекуларна медицина]], нови извори енергије и примене у заштити животне средине, ДНК форензика и сточарство, само су неке од користи које молекуларна генетика може пружити. <ref>{{Cite web|url=http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/home.shtml|title=Human Genome Project Information|last=|first=|date=|website=|archive-url=|archive-date=|dead-url=|access-date=}}</ref>