DNA -kloonaus – joka tunnetaan myös nimellä molekyylikloonaus, geenikloonaus ja yhdistelmä -DNA -tekniikka – viittaa prosessiin, jolla luodaan useita kopioita eristetystä DNA -fragmentista tai -fragmenteista in vitro tai in vivo -menetelmillä. On mahdollista kloonata kokonaisia geenifragmentteja, satunnaisia DNA -fragmenttien osia tai spesifisiä DNA -sekvenssejä. DNA -kloonauksen lisäksi kaksi muuta pääkloonaustyyppiä ovat lisääntymiskloonaus, joka koskee ihmisten ja eläinten kloonausta, ja terapeuttinen kloonaus, joka koskee alkion kloonausta kantasolujen keräämiseksi tutkimusta ja mahdollisia hoitotarkoituksia varten.
DNA -kloonaukseen on olemassa erilaisia menettelyjä, mutta jotkin vaiheet ovat kaikille vakioita. Prosessi alkaa eristämällä kiinnostava DNA -fragmentti tai fragmentit kromosomaalisesta DNA: sta käyttämällä restriktioentsyymejä tai kemiallisesti syntetisoituja oligonukleotideja. Muita menetelmiä tämän saavuttamiseksi ovat erilaiset menettelyt, kuten polymeraasiketjureaktio (PCR), agaroosigeelielektroforeesi ja DNA -sonikointi.
Eristetty DNA -fragmentti on nyt liitettävä primaariseen DNA -sekvenssiin, joka kykenee replikoitumaan ja lisäämään sekä itseään että siihen liittyvää DNA -fragmenttia. Restriktioentsyymi leikkaa itsensä replikoituvan DNA-molekyylin ja eristetty DNA-fragmentti työnnetään siihen ligaatiomenetelmällä, yhdistäen fragmentti suurempaan kappaleeseen. Näin keinotekoisesti yhdistettyjä DNA -fragmentteja kutsutaan yhdistelmä -DNA: ksi.
Kahden osan liittämisen jälkeen plasmidi, jossa on DNA -insertti, insertoidaan isäntäbakteeri- tai nisäkässoluihin. Voidaan käyttää myös vaihtoehtoisia tekniikoita, kuten solujen kemiallinen herkistyminen, elektroporaatio ja biolistiikka. Plasmidi sisältää yleensä valittavia antibioottiresistenssimarkkereita ja/tai värinvalintamarkkereita, joiden avulla on helpompi tietää, onko solut transfektoitu onnistuneesti DNA -inserttiplasmidilla. Antibioottiresistenssimarkkereiden avulla vain solut, joissa plasmidi on transfektoitu, voivat kasvaa, ja värinvalintamarkkerit antavat näkyviä jälkiä, joita voidaan havaita.
Transfektoituja soluja viljellään ja yhdistelmä -DNA: n lisääntyminen tapahtuu. Tuloksena olevat kloonit ovat geneettisesti identtisiä organismeja, jotka sisältävät yhdistelmä -DNA: n. Tämä voidaan vahvistaa käyttämällä PCR: ää, restriktiofragmenttianalyysiä tai muita DNA -sekvensointimenetelmiä.
DNA: n kloonaus auttaa ymmärtämään organismin geneettistä rakennetta ja sitä, miten tämä vaikuttaa ja vaikuttaa organismin elämänprosesseihin. DNA-kloonausta käytetään geneettisessä sormenjäljessä; geenitekniikassa luoda kasveja, joilla on parempi ravintoarvo tai jotka kestävät paremmin sairauksia ja eläimiä, joilla on toivottavia geneettisiä piirteitä; proteiinin tuotannossa; ja genomien sekvensoinnissa koodattujen proteiini- tai RNA -sekvenssien ja proteiinin ilmentymisen tulkitsemiseksi.
Geeniterapiassa DNA-kloonausta käytetään uusien hoitojen kehittämiseen geneettisiin sairauksiin. Rekombinantti -DNA -tekniikka on tuottanut yli 100 tuotetta ihmisten terveyden hoitoon, kuten: insuliini diabeetikoille, tekijä VIII ja tekijä IX hemofilia A: lle ja B: lle ja erytropoietiini (EPO) anemian hoitoon.