ძირითადი განსხვავება - გენეტიკური ინჟინერია რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგიასთან
ორგანიზმების გენეტიკური მასალები შეიძლება შეიცვალოს გენეტიკური ინჟინერიის ტექნიკის ან რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგიის გამოყენებით. რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია არის პროცესი, რომელიც გამოიყენება რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულის შესაქმნელად, რომელიც ატარებს საინტერესო დნმ-ს და ვექტორულ დნმ-ს, ხოლო გენეტიკური ინჟინერია არის ფართო ტერმინი, რომელიც გამოიყენება ორგანიზმის გენეტიკური სტრუქტურის მანიპულირებაში ჩართული პროცესების აღსაწერად. ეს არის მთავარი განსხვავება გენური ინჟინერიასა და რეკომბინანტულ დნმ ტექნოლოგიას შორის.
რა არის გენეტიკური ინჟინერია?
გენეტიკური ინჟინერია არის ფართო ტერმინი, რომელიც გამოიყენება ორგანიზმის გენეტიკური შემადგენლობის მანიპულირებაში ჩართული ტექნიკის ერთობლიობის აღსანიშნავად. გენეტიკური ინჟინერია კეთდება ინ ვიტრო პირობებში (ცოცხალი ორგანიზმის გარეთ, კონტროლირებად გარემოში).
გენები დაშიფრულია ცილებისთვის და სხვა ცილების წინამორბედებისთვის, რომლებიც აუცილებელია ზრდისა და განვითარებისთვის. როდესაც მეცნიერებს სურთ შეისწავლონ გენის განლაგება, ექსპრესია, გენის რეგულაცია და ა.შ., ისინი აცნობენ ამ კონკრეტულ გენს მასპინძელ ბაქტერიას, რომელსაც შეუძლია ჩასმული გენის რეპლიკაცია და სასურველი გენის მრავალი ასლის გაკეთება რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგიის გამოყენებით. იგი გულისხმობს დნმ-ის კონკრეტული ფრაგმენტების მოჭრას, მათ სხვა ორგანიზმში შეყვანას და ტრანსფორმირებულ ორგანიზმში გამოხატვას. ორგანიზმის გენეტიკური შემადგენლობა იცვლება უცხო დნმ-ის შეყვანისას. ამიტომ მას გენეტიკური ინჟინერია ეწოდება (გენეტიკური მანიპულირება მოწინავე ტექნიკის გამოყენებით). როდესაც ხდება ორგანიზმის გენეტიკური შემადგენლობის მანიპულირება, ორგანიზმის მახასიათებლები იცვლება.მახასიათებლები შეიძლება გაიზარდოს ან შეიცვალოს, რათა გამოიწვიოს ორგანიზმების სასურველი ცვლილებები.
გენეტიკურ ინჟინერიაში ჩართულია რამდენიმე ძირითადი ნაბიჯი. ესენია: დნმ-ის დაშლა და გაწმენდა, რეკომბინანტული დნმ-ის წარმოება (რეკომბინანტული ვექტორი), რეკომბინანტული დნმ-ის ტრანსფორმაცია მასპინძელ ორგანიზმად, მასპინძლის გამრავლება (კლონირება) და ტრანსფორმირებული უჯრედების სკრინინგი (სწორი ფენოტიპები)..
გენეტიკური ინჟინერია გამოიყენება ორგანიზმების ფართო სპექტრზე, მათ შორის მცენარეებზე, ცხოველებზე და მიკროორგანიზმებზე. მაგალითად, ტრანსგენური მცენარეების წარმოება შესაძლებელია ისეთი სასარგებლო მახასიათებლების დანერგვით, როგორიცაა ჰერბიციდების წინააღმდეგობა, გვალვაგამძლეობა, მაღალი კვებითი ღირებულება, სწრაფად მზარდი, მწერების წინააღმდეგობა, წყალქვეშა ტოლერანტობა და ა.შ., მცენარეთა გენეტიკური ინჟინერიის გამოყენებით. სიტყვა ტრანსგენური ეხება გენმოდიფიცირებულ ორგანიზმებს. გაუმჯობესებული მახასიათებლების მქონე ტრანსგენური კულტურების წარმოება ახლა უკვე შესაძლებელია გენეტიკური ინჟინერიის წყალობით. ტრანსგენური ცხოველების წარმოება ასევე შესაძლებელია ადამიანის ფარმაცევტული პროდუქტების წარმოებისთვის, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 01.
სურათი_1: გენეტიკური ინჟინერიის მქონე ცხოველები
გენეტიკურ ინჟინერიას აქვს ფართო გამოყენება ბიოტექნოლოგიაში, მედიცინის, კვლევის, სოფლის მეურნეობის და მრეწველობის სფეროებში. მედიცინაში გენეტიკური ინჟინერია მოიცავს გენურ თერაპიას და ადამიანის ზრდის ჰორმონების, ინსულინის, სხვადასხვა წამლების, სინთეზური ვაქცინების, ადამიანის ალბუმინების, მონოკლონური ანტისხეულების წარმოებას და ა.შ. სოფლის მეურნეობაში გენმოდიფიცირებული კულტურები, როგორიცაა სოიო, სიმინდი, ბამბა და სხვა კულტურები. გარკვეული ღირებული მახასიათებლები მზადდება გენეტიკური ინჟინერიის გამოყენებით. ინდუსტრიაში, გენეტიკური ინჟინერია ფართოდ გამოიყენება რეკომბინანტული მიკროორგანიზმების დასამზადებლად, რომლებსაც შეუძლიათ ეკონომიკურად სასარგებლო პროდუქტების წარმოება, განსაკუთრებით ცილები და ფერმენტები. გარემოს დაბინძურების კონტროლი (ბიორემედიაციული), ლითონების აღდგენა (ბიომაინინგი), სინთეზური პოლიმერების წარმოება და ა.შ.ასევე შესაძლებელია ინდუსტრიებში, რომლებიც იყენებენ გენმოდიფიცირებულ მიკროორგანიზმებს. კვლევაში გენეტიკური ინჟინერია გამოიყენება ადამიანის გარკვეული დაავადებების ცხოველური მოდელების შესაქმნელად. გენეტიკურად მოდიფიცირებული თაგვები ყველაზე პოპულარული ცხოველური მოდელია, რომელსაც მკვლევარები იყენებენ კიბოს, სიმსუქნის, გულის დაავადებების, დიაბეტის, ართრიტის, ნივთიერების ბოროტად გამოყენების, შფოთვის, დაბერების, პარკინსონის დაავადების სამკურნალო საშუალებების შესასწავლად და მოსაძებნად.
რა არის რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია?
რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია არის ტექნოლოგია, რომელიც ჩართულია რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულის მომზადებაში, რომელიც ატარებს ორი განსხვავებული სახეობის დნმ-ს (ვექტორი და უცხო დნმ) და კლონირებას. ეს მიიღწევა შეზღუდვის ფერმენტებით და დნმ ლიგაზას ფერმენტით. შეზღუდვის ენდონუკლეაზები არის დნმ-ის ჭრის ფერმენტები, რომლებიც ხელს უწყობენ ორგანიზმიდან დაინტერესებული დნმ-ის ფრაგმენტების გამოყოფას და ვექტორების, ძირითადად პლაზმიდების გახსნას. დნმ ლიგაზა არის ფერმენტი, რომელიც ხელს უწყობს გამოყოფილი დნმ-ის ფრაგმენტის შეერთებას გახსნილ ვექტორთან რეკომბინანტული დნმ-ის შესაქმნელად.რეკომბინანტული დნმ-ის (ვექტორი, რომელიც შედგება უცხო დნმ-ისგან) დამზადება ძირითადად დამოკიდებულია გამოყენებული ვექტორზე. შერჩეულ ვექტორს უნდა შეეძლოს თვითგამრავლება მასზე კოვალენტურად მიმაგრებული დნმ-ის ნებისმიერ სეგმენტთან შესაბამის მასპინძელ უჯრედში. ის ასევე უნდა შეიცავდეს შესაფერის კლონირების ადგილებს და შერჩეულ მარკერებს სკრინინგისთვის. რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგიაში ხშირად გამოყენებული ვექტორები არის ბაქტერიების და ბაქტერიოფაგების პლაზმიდები (ვირუსები, რომლებიც აინფიცირებენ ბაქტერიებს).
სურათი_02: რეკომბინანტული დნმ-ის სინთეზი
რეკომბინანტული დნმ იწარმოება ახალი ცილების შესაქმნელად, გენის სტრუქტურებისა და ფუნქციების შესწავლის, ცილის თვისებების მანიპულირების, ცილების დიდი რაოდენობით მოსავლის და ა.შ. ამიტომ, სინთეზირებული რეკომბინანტული დნმ უნდა განმეორდეს და გამოისახოს მასპინძლის შიგნით.მაშასადამე, რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგია მოიცავს მთელ პროცესს, რომელიც ხდება გენური ინჟინერიაში, დაწყებული კონკრეტული დნმ-ის იზოლირების საფეხურიდან დაწყებული ტრანსფორმირებული უჯრედების სკრინინგამდე, რომელიც შედგება დანერგილი მახასიათებლისგან. მაშასადამე, რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგია და გენეტიკური ინჟინერია შეიძლება ჩაითვალოს ორ ურთიერთდაკავშირებულ პროცესად ერთი მთავარი მიზნით მსგავსი საფეხურებით: საინტერესო დნმ-ის ჩანართის იზოლაცია, შესაფერისი ვექტორის შერჩევა, დნმ-ის ჩანართის (უცხო დნმ) შეყვანა ვექტორში რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულის შესაქმნელად., რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულის შეყვანა შესაფერის მასპინძელში და ტრანსფორმირებული მასპინძელი უჯრედების შერჩევა.
რა განსხვავებაა გენეტიკურ ინჟინერიასა და რეკომბინანტულ დნმ ტექნოლოგიას შორის?
გენეტიკური ინჟინერია vs რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია |
|
| გენეტიკური ინჟინერია არის ფართო ტერმინი, რომელიც ეხება პროცესს, რომელიც გამოიყენება ორგანიზმის გენეტიკური სტრუქტურის მანიპულირებისთვის. | რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია არის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება ორი სხვადასხვა სახეობის დნმ-ის შემცველი რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულის შესაქმნელად. |
| რეკომბინანტული დნმ-ის სინთეზი | |
| წარმოიქმნება რეკომბინანტული დნმ | იწარმოება რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულა. |
რეზიუმე – გენეტიკური ინჟინერია vs რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია
გენეტიკური ინჟინერია არის მოლეკულური ბიოლოგიის სფერო, რომელიც ეხება ორგანიზმის გენეტიკური მასალის (დნმ) მანიპულირებას ღირებული მახასიათებლებისთვის. რეკომბინანტული დნმ ტექნოლოგია არის ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება რეკომბინანტული დნმ-ის შესაქმნელად. ორივე პროცესის დროს ხდება ორგანიზმის გენეტიკური მასალის მანიპულირება. მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს განსხვავება გენეტიკურ ინჟინერიასა და რეკომბინანტულ დნმ ტექნოლოგიას შორის, ისინი ურთიერთდაკავშირებულია და გენეტიკური ინჟინერია შეუძლებელი იქნებოდა რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგიის გამოყენების გარეშე.
