ძირითადი განსხვავება – ასარჩევი მარკერი რეპორტიორის გენის წინააღმდეგ
გენეტიკური ინჟინერიის ტექნიკა გამოიყენება ორგანიზმიდან სხვა ორგანიზმზე მნიშვნელოვანი გენების გადასატანად. უცხო გენის შეყვანა სხვა ორგანიზმის გენომში და მისი გამოხატვა მასპინძელ უჯრედში გენის გადაცემის ყველაზე რთული ეტაპია. ტრანსფორმაციის პროცესის წარმატების გამოსავლენად რეკომბინანტულ მოლეკულაში გამოიყენება არჩევადი მარკერი და რეპორტიორი გენი. შერჩევადი მარკერი არის დნმ-ის თანმიმდევრობა ან გენი, რომელიც გამოხატავს და ირჩევს ტრანსფორმირებულ უჯრედებს არატრანსფორმირებული უჯრედებიდან. რეპორტიორი გენი არის კიდევ ერთი გენი, რომელიც გამოიყენება ტრანსფორმირებული უჯრედების გასარჩევად და რაოდენობრივად ან გამოსავლენად, თუ როგორ ფუნქციონირებს ჩასმული გენი მასპინძელში.შესარჩევად მარკერსა და რეპორტიორ გენს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ შერჩევადი მარკერი გამოიყენება არატრანსფორმირებული უჯრედების გამოსაკვლევად და ტრანსფორმირებული უჯრედების სიგნალიზაციისთვის, ხოლო რეპორტიორი გენი გამოიყენება მასპინძელში გენის ექსპრესიის დონის დასადგენად.
რა არის ასარჩევი მარკერი?
გენეტიკურ ინჟინერიაში ინტერესის გენი ჩასმულია შესაფერის ვექტორში და გარდაიქმნება მასპინძელ ორგანიზმებად. თუმცა, ტრანსფორმაცია წარმატებულია მხოლოდ კომპეტენტურ მასპინძელ უჯრედებში და არსებობს შესაძლებლობა, რომ მასპინძელი უჯრედები უარყონ უცხო დნმ-ის შეთვისება. ამიტომ ტრანსფორმირებული და არატრანსფორმირებული უჯრედების დიფერენციაცია მნიშვნელოვანია შემდგომი ექსპერიმენტებით გასაგრძელებლად. მაშასადამე, მკვლევარები აერთიანებენ არჩევად მარკერის გენს ვექტორში ტრანსფორმირებული უჯრედების ადვილად შერჩევისთვის არატრანსფორმირებული უჯრედებიდან. შერჩევადი მარკერი არის დნმ-ის თანმიმდევრობა, განსაკუთრებით გენი, რომელიც სასარგებლოა ტრანსფორმირებული უჯრედების იდენტიფიკაციისთვის. ეს მარკერის გენი ავლენს თვისებას, რომელიც შეესაბამება ტრანსფორმირებული უჯრედების ხელოვნურ შერჩევას არატრანსფორმირებული უჯრედებიდან მედიაზე.
მოლეკულურ ბიოლოგიაში გამოყენებული ყველაზე გავრცელებული შესარჩევი მარკერები არის ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტული გენები. ანტიბიოტიკორეზისტენტობის გენი შედის ვექტორში და გარდაიქმნება მასპინძელ უჯრედებში, განსაკუთრებით მასპინძელ ბაქტერიაში. ეს კონკრეტული ანტიბიოტიკი შედის ბაქტერიის მზარდ გარემოში. სელექციური მარკერის არსებობის გამო, სელექციურ პირობებში გადარჩება მხოლოდ უჯრედები, რომლებიც შეიცავენ შესაბამის შერჩევით მარკერს. არატრანსფორმირებული უჯრედები ვერ იზრდებიან ანტიბიოტიკის შემცველ გარემოში. ამიტომ, შერჩეული მარკერის გამო, რომელიც ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტულია, ტრანსფორმირებული უჯრედები ადვილად იდენტიფიცირებულია.
გენები, რომლებიც ანიჭებენ ანტიმეტაბოლიტების, ჰერბიციდების თვისებებს, გამოიყენება როგორც შერჩევითი მარკერები მცენარეთა გენეტიკურ ინჟინერიაში ვექტორების კლონირებაში. თუმცა, სელექციური მარკერების ეს თანატრანსფორმაცია გენმოდიფიცირებულ ორგანიზმებად უარყოფით გავლენას ახდენს გარემოზე და ადამიანზე. ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტული ბაქტერიების გამოყოფამ შეიძლება გაზარდოს ადამიანის პათოგენების ანტიბიოტიკების წინააღმდეგობა.მას შეუძლია პროდუქტის ან ბიომასის დაბინძურება ანტიბიოტიკებით და შეიძლება დაკარგოს სელექციური წნევა ანტიბიოტიკების დეგრადაციისა და ინაქტივაციის შედეგად.
სურათი 01: პლაზმიდური ვექტორი გენის გადაცემისთვის შესარჩევი მარკერით
რა არის რეპორტიორის გენი?
რეპორტიორი გენები არის გენები, რომლებიც შესაძლებელს ხდის ჩასმული გენის ექსპრესიის აღმოჩენას ან გაზომვას. ეს რეპორტიორი გენები შეიძლება დაერთოს საინტერესო გენის მარეგულირებელ თანმიმდევრობებს, რათა გამოავლინოს გამოხატვის მდებარეობა ან დონეები. ამიტომ, ერთიდაიგივე პრომოტორის ქვეშ გენების ექსპრესიის დროს, ისინი გადაიწერება ერთ mRNA თანმიმდევრობაში და შემდეგ ითარგმნება ცილად, რომელსაც შეუძლია მიუთითოს გენის ექსპრესიის დონე.
რეპორტიორი გენი არის სხვადასხვა ტიპის და ისინი შეიცავს ვიზუალურად ამოცნობად მახასიათებლებს, რომლებიც ჩვეულებრივ მონაწილეობენ ფლუორესცენტურ და ლუმინესცენტურ პროტეინებში.გენები, რომლებიც კოდირებენ ფლუორესცენტურ პროტეინს და ფერმენტებს, გარდაქმნიან უხილავ სუბსტრატებს მანათობელ ან ფერად პროდუქტებად, გენის წარმატებული ექსპრესიის სიგნალით და გენის ექსპრესიის რაოდენობრივი განსაზღვრის შესაძლებლობის მიცემით.
სურათი 02: მომხსენებელი გენის გამოხატულება
რა განსხვავებაა შერჩეულ მარკერსა და რეპორტიორ გენს შორის?
შერჩეული მარკერი რეპორტიორის გენის წინააღმდეგ |
|
| შერჩევადი მარკერი არის დნმ-ის ერთგვარი თანმიმდევრობა, რომელიც ეხმარება განასხვავოს ტრანსფორმირებული უჯრედები არატრანსფორმირებულ უჯრედებთან. | რეპორტიორი გენი არის გენი, რომელიც ეხმარება მასპინძელ უჯრედში ჩასმული სასურველი გენის ექსპრესიის რაოდენობრივ განსაზღვრას. |
| წარმოებული ერთეულების ბუნება | |
| გენები დაშიფრულია მახასიათებლებით, რომლებიც ხელს უწყობს ხელოვნურ შერჩევას მზარდი მედიის დროს. | გენები დაშიფრულია ვიზუალურად ამოცნობადი მახასიათებლებით. |
| გამოყენება | |
| ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტობის გენები, ანტიმეტაბოლიტების გენები, ჰერბიციდრეზისტენტობის გენები და ა.შ. არის არჩევითი მარკერის მაგალითები. | გენების კოდი მწვანე ფლუორესცენტური პროტეინის, β-გლუკურონიდაზას, ქლორამფენიკოლ აცეტილტრანსფერაზას, წითელი ფლუორესცენტური ცილისთვის და ა.შ. არის მაგალითი. |
შეჯამება – შესარჩევი მარკერი რეპორტიორის გენის წინააღმდეგ
შერჩევადი მარკერები საშუალებას აძლევს ტრანსფორმირებულ უჯრედებს გაიზარდონ სელექციურ გარემოში, დოზირებულად კონკრეტული ანტიბიოტიკით ან ჰერბიციდით. ისინი გამოიყენება ტრანსფორმირებული უჯრედების ადრეული შერჩევისთვის.რეპორტიორი გენები გამოიყენება ჩასმული სასურველი გენის ექსპრესიის დონის დასადგენად. ისინი ასევე იძლევა ტრანსფორმირებული და არატრანსფორმირებული უჯრედების დიფერენცირებას. ეს არის განსხვავება შერჩეულ მარკერსა და რეპორტიორ გენს შორის. ორივე შერჩეული მარკერი და რეპორტიორი გენი განიხილება, როგორც მნიშვნელოვანი მარკერები გენეტიკურ ინჟინერიაში.
