Основными инструментами в работе молекулярного биолога с нуклеиновыми кислотами являются ферменты. Используют рестриктазы (эндонуклеазы, которые узнают специфические последовательности в ДНК и разрезают молекулу ДНК в этом месте), ДНК- полимеразы, ДНК-лигазы, экзонуклеазы и др.
В настоящее время в основе большинства методов ДНК-диагностики лежит
полимеразная цепная реакция (ПЦР). Она позволяет быстро получить большое количество копий молекул ДНК (или их фрагментов), достаточное для их даль- нейшего анализа.



Этапы проведения:
▪нагревание до 90 С (денатурация ДНК);
▪добавление праймера и охлаж- дение до 55 С (присоединение или «от-жиг» праймера);
▪добавление нуклеотидов (суб- стратов для синтеза) и ДНК- полимеразы, которая проводит удвоение ДНК; затем цикл повторяется.
Метод широко используется для диагностики инфекционных заболеваний (туберкулез, хламидиоз, цитомегаловирусная инфекция, СПИД и др.). ПЦР позволяет обнаружить возбудителя в биологическом материале даже тогда, когда другие методы оказываются неэффективны. Второе направление использования метода ПЦР — генетическое тестирование (обнаружение мутаций в генах и диагностика наследственной патологии).
Клонирование — способ получения большой популяции идентичных молекул, клеток, организмов — потомков одного предка.
Проводятся эксперименты по клонированию стволовых клеток человека и их использованию в стоматологической практике (заместительная клеточная терапия).
Для клонирования отдельных генов используются технологии рекомбинантных ДНК: нужный ген на специальном носителе вводят в бактериальную клетку. В процессе размножения бактерий получают огромное число копий гена.
Вектор — носитель (плазмида или бактериофаг), в который может быть введена чужеродная ДНК с целью клонирования.
Плазмида — небольшая кольцевидная двухцепочечная ДНК, которая реплицируется независимо от ДНК хозяина.



Принципиальный подход к клонированию генов: в плазмиде создают дефект (брешь) с помощью рестриктазы. С помощью этой же рестриктазы вырезают участок ДНК с нужным геном. Благодаря «липким концам» происходит включение чужеродной ДНК в вектор, ДНК- лигаза восстанавливает целостность плазмиды и образованная гибридная молекула помещается в бактериальную клетку.
Экспрессия гена, закодированного в чужеродной ДНК, приводит к образованию бактериями нужного белка, его можно выделить и использовать. Технологии рекомбинантных ДНК позволяют получать для медицинской практики вакцины, инсулин, соматотропный гормон, интерфероны, эритропоэтин, белки эмали и др.