Avainero – geenitekniikka vs. yhdistelmä-DNA-tekniikka
Organismien geneettisiä materiaaleja voidaan muuttaa geenitekniikan tai yhdistelmä-DNA-tekniikan avulla. Yhdistelmä-DNA-tekniikka on prosessi, jota käytetään luomaan yhdistelmä-DNA-molekyyli, joka sisältää kiinnostavan DNA:n ja vektori-DNA:n, kun taas geenitekniikka on laaja termi, jota käytetään kuvaamaan prosesseja, jotka liittyvät organismin geneettisen rakenteen manipulointiin. Tämä on avainero geenitekniikan ja yhdistelmä-DNA-tekniikan välillä.
Mitä on geenitekniikka?
Geenitekniikka on laaja termi, jota käytetään viittaamaan joukkoon tekniikoita, jotka liittyvät organismin geneettisen rakenteen manipulointiin. Geenitekniikka tehdään in vitro -olosuhteissa (elävän organismin ulkopuolella, valvotussa ympäristössä).
Geenit on koodattu proteiineille ja muille proteiinien esiasteille, jotka ovat välttämättömiä kasvulle ja kehitykselle. Kun tiedemiehet haluavat tutkia geenien järjestystä, ilmentymistä, geenisäätelyä jne., he vievät kyseisen geenin isäntäbakteeriin, joka pystyy replikoimaan lisätyn geenin ja tekemään useita kopioita halutusta geenistä käyttämällä yhdistelmä-DNA-tekniikkaa. Se sisältää tiettyjen DNA-fragmenttien leikkaamisen, niiden viemisen eri organismiin ja niiden ilmentämisen transformoidussa organismissa. Organismin geneettinen koostumus muuttuu, kun vieras DNA viedään. Siksi sitä kutsutaan geenitekniikaksi (geenimanipulaatio kehittyneitä tekniikoita käyttäen). Kun organismin geneettistä rakennetta manipuloidaan, organismin ominaisuudet muuttuvat. Ominaisuuksia voidaan parantaa tai muokata, jotta saadaan aikaan toivottuja muutoksia organismeissa.
Geenitekniikassa on useita tärkeitä vaiheita. Näitä ovat nimittäin DNA:n katkaisu ja puhdistus, yhdistelmä-DNA:n (rekombinanttivektori) tuotanto, yhdistelmä-DNA:n muuntaminen isäntäorganismiksi, isännän lisääntyminen (kloonaus) ja transformoituneiden solujen seulonta (oikeat fenotyypit).
Geenitekniikkaa voidaan soveltaa monenlaisiin organismeihin, mukaan lukien kasveihin, eläimiin ja mikro-organismeihin. Esimerkiksi siirtogeenisiä kasveja voidaan tuottaa ottamalla käyttöön hyödyllisiä ominaisuuksia, kuten herbisidiresistenssiä, kuivuuden kestävyyttä, korkeaa ravintoarvoa, nopeasti kasvavaa, hyönteisten vastustuskykyä, upotuskestävyyttä jne. käyttämällä kasvien geenitekniikkaa. Sana siirtogeeninen viittaa geneettisesti muunnetuihin organismeihin. Geenitekniikan ansiosta on nyt mahdollista tuottaa siirtogeenisiä kasveja, joilla on parannetut ominaisuudet. Siirtogeenisiä eläimiä voidaan myös tuottaa ihmisille tarkoitettujen lääkkeiden tuotantoa varten kuvan 01 mukaisesti.
Kuva_1: Geneettisesti muunnetut eläimet
Geenitekniikalla on laajat sovellukset biotekniikassa lääketieteen, tutkimuksen, maatalouden ja teollisuuden aloilla. Lääketieteessä geenitekniikka liittyy geeniterapiaan ja ihmisen kasvuhormonien, insuliinin, erilaisten lääkkeiden, synteettisten rokotteiden, ihmisen albumiinien, monoklonaalisten vasta-aineiden jne. tuotantoon. Maataloudessa geneettisesti muunnetut viljelykasvit, kuten soijapapu, maissi, puuvilla ja muut viljelykasvit, joilla on Tietyt arvokkaat ominaisuudet tehdään geenitekniikan avulla. Teollisuudessa geenitekniikkaa käytetään laaj alti sellaisten rekombinanttimikro-organismien valmistukseen, jotka pystyvät tuottamaan taloudellisesti hyödyllisiä tuotteita, erityisesti proteiineja ja entsyymejä. Ympäristön saastumisen hallinta (bioremediation), metallien t alteenotto (biolouhinta), synteettisten polymeerien tuotanto jne.ovat myös toteutettavissa geneettisesti muunneltuja mikro-organismeja käyttävillä teollisuudenaloilla. Tutkimuksessa geenitekniikan avulla luodaan eläinmalleja tietyistä ihmisen sairauksista. Geneettisesti muunnetut hiiret ovat suosituin eläinmalli, jota tutkijat käyttävät syöpien, liikalihavuuden, sydänsairauksien, diabeteksen, niveltulehduksen, päihteiden väärinkäytön, ahdistuneisuuden, ikääntymisen, Parkinsonin taudin jne. hoitojen tutkimiseen ja löytämiseen.
Mitä on yhdistelmä-DNA-tekniikka?
Rekombinantti-DNA-tekniikka on teknologiaa, joka liittyy yhdistelmä-DNA-molekyylin valmistukseen, joka sisältää kahden eri lajin DNA:ta (vektori ja vieras DNA) ja kloonausta. Tämä saadaan aikaan restriktioentsyymeillä ja DNA-ligaasientsyymillä. Restriktioendonukleaasit ovat DNA:ta leikkaavia entsyymejä, jotka auttavat erottamaan kiinnostuneita DNA-fragmentteja organismista ja avaamaan vektoreita, pääasiassa plasmideja. DNA-ligaasi on entsyymi, joka helpottaa erotetun DNA-fragmentin yhdistämistä avatun vektorin kanssa rekombinantti-DNA:n luomiseksi. Yhdistelmä-DNA:n (vieraasta DNA:sta koostuvan vektorin) tekeminen riippuu pääasiassa käytetystä vektorista. Valitun vektorin tulisi kyetä replikoitumaan itsestään minkä tahansa siihen kovalenttisesti kiinnittyneen DNA-segmentin kanssa sopivassa isäntäsolussa. Sen tulisi sisältää myös sopivia kloonauskohtia ja valittavissa olevia markkereita seulontaa varten. Yhdistelmä-DNA-tekniikassa yleisesti käytetyt vektorit ovat bakteerien ja bakteriofagien plasmideja (bakteerit infektoivat virukset).
Kuva_02: Yhdistelmä-DNA:n synteesi
Yhdistelmä-DNA:ta tuotetaan tarkoituksena valmistaa uusia proteiineja, tutkia geenien rakenteita ja toimintoja, manipuloida proteiinien ominaisuuksia, kerätä suuria määriä proteiineja jne. Siksi syntetisoitu yhdistelmä-DNA on replikoitava ja ekspressoitava isännän sisällä. Siten yhdistelmä-DNA-tekniikka sisältää koko prosessin, joka tapahtuu geenitekniikassa, alkaen vaiheesta spesifisen DNA:n eristämisestä transformoituneiden solujen seulomiseen, jotka koostuvat lisätystä ominaisuudesta. Siksi yhdistelmä-DNA-teknologiaa ja geenitekniikkaa voidaan pitää kahtena toisiinsa liittyvänä prosessina, joilla on yksi päätavoite ja samanlaiset vaiheet: mielenkiintoisen DNA-insertin eristäminen, sopivan vektorin valinta, DNA-insertin (vieraan DNA) lisääminen vektoriin yhdistelmä-DNA-molekyylin muodostamiseksi., yhdistelmä-DNA-molekyylin vieminen sopivaan isäntään ja transformoitujen isäntäsolujen valinta.
Mitä eroa on geenitekniikan ja yhdistelmä-DNA-tekniikan välillä?
Geenitekniikka vs. yhdistelmä-DNA-tekniikka |
|
| Geenitekniikka on laaja termi, joka viittaa prosessiin, jolla manipuloidaan organismin geneettistä rakennetta. | Rekombinantti-DNA-tekniikka on tekniikka, jolla luodaan yhdistelmä-DNA-molekyyli, joka sisältää kahden eri lajin DNA:ta. |
| Yhdistelmä-DNA:n synteesi | |
| Yhdistelmä-DNA:ta tuotetaan | Tuotetaan yhdistelmä-DNA-molekyyliä. |
Yhteenveto – Geenitekniikka vs. yhdistelmä-DNA-tekniikka
Geenitekniikka on molekyylibiologian ala, joka käsittelee organismin geneettisen materiaalin (DNA) manipulointia arvokkaiden ominaisuuksien saamiseksi. Yhdistelmä-DNA-tekniikka on tekniikoita, joita käytetään yhdistelmä-DNA:n valmistamiseen. Molempien prosessien aikana tapahtuu organismin geneettisen materiaalin manipulointia. Vaikka geenitekniikan ja yhdistelmä-DNA-tekniikan välillä on ero, ne liittyvät toisiinsa, ja geenitekniikka olisi mahdotonta ilman yhdistelmä-DNA-tekniikan käyttöä.
