A géntechnikai technikát alkalmazzák a fontos gének átvitelére az organizmusból egy másik szervezetbe. Egy idegen gén beillesztése egy másik szervezet genomjába és expresszáltatása a gazdasejtben a legnehezebb lépés a génátvitel során. A transzformációs folyamat sikerének kimutatására szelektálható markert és riporter gént használunk a rekombináns molekulaban. A szelektálható marker egy DNS-szekvencia vagy gén, amely expresszálja és szelektálja a transzformált sejteket a nem transzformált sejtek közül. A riportergén egy másik olyan gén, amelyet a transzformált sejtek megkülönböztetésére és a beépített gén működésének a kvantitatív meghatározására vagy kimutatására használunk a gazdaszervezetben. A választható marker és a riporter gén közötti fő különbség az, hogy a a szelektálható markert használjuk a nem transzformált sejtek kiszűrésére és a transzformált sejtek jelzésére, míg a riporter gént használjuk a gén expressziójának mértékének meghatározására a gazdaszervezetben.
TARTALOMJEGYZÉK
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a választható jelölő?
3. Mi az a Reporter Gene?
4. Összehasonlítás egymással - választható jelölő vs riporter gén
5. Összegzés
A géntechnikában a kérdéses gént beillesztik egy megfelelő vektorba, és gazdaszervezetekké alakítják. A transzformáció azonban csak az illetékes gazdasejtekben sikeres, és van lehetőség arra, hogy a gazdasejtek visszautasítsák az idegen DNS felvételét. Ezért fontos a transzformált és nem transzformált sejtek differenciálása a további kísérletek folytatásához. Ezért a kutatók szelektálható markergént tartalmaznak a vektorba a transzformált sejtek egyszerű szelektálására a nem transzformált sejtekből. A szelektálható marker egy DNS-szekvencia, különösen a transzformált sejtek azonosításához hasznos gén. Ez a markergén olyan tulajdonsággal rendelkezik, amely megfelel a transzformált sejtek mesterséges szelekciójának a nem transzformált sejtekből egy táptalajon.
A molekuláris biológiában alkalmazott leggyakrabban választható markerek az antibiotikum-rezisztens gének. Egy antibiotikumrezisztencia-gént inszertálunk a vektorba, és gazdasejtekké alakítják át, különösen a gazdabaktériumba. Az adott antibiotikum bekerül a baktérium táptalajába. A szelektív marker jelenléte miatt szelektív körülmények között csak azok a sejtek képesek életben maradni, amelyek a megfelelő szelektálható markert tartalmazzák. A nem transzformált sejtek nem képesek szaporodni az antibiotikumokat tartalmazó táptalajban. Ezért az antibiotikum-rezisztens választható marker miatt a transzformált sejtek könnyen azonosíthatók.
Azokat a géneket, amelyek tulajdonságokat adnak az antimetabolitokra, a herbicidekre, szelektív markerekként használják a klónozási vektorokban a növényi géntechnikában. A szelektív markerek géntechnológiával módosított szervezetekké történő ilyen transzformációja azonban negatív hatással van a környezetre és az emberre. Az antibiotikum-rezisztens baktériumok felszabadulása növelheti az emberi patogének antibiotikumokkal szembeni ellenálló képességét. Ez fertőzheti a terméket vagy a biomasszát antibiotikumokkal, és az antibiotikumok lebomlása és inaktiválása eredményeként elveszítheti a szelektív nyomást..
01. ábra: Plazmidvektor génátvitelre szelektálható markerrel
A riportergének olyan gének, amelyek lehetővé teszik a beillesztett gén expressziójának kimutatását vagy mérését. Ezeket a riportergéneket hozzákapcsolhatjuk a kérdéses gén szabályozó szekvenciáihoz, hogy jelezzék az expressziós helyet vagy szinteket. Ezért a gének ugyanazon promoter alatt történő expressziója során átírják egyetlen mRNS szekvenciává, majd átjutnak egy olyan fehérjévé, amely jelzi a gén expressziójának szintjét.
A riportergének különféle típusúak, és vizuálisan azonosítható tulajdonságokat tartalmaznak, amelyek általában részt vesznek a fluoreszcens és lumineszcens fehérjékben. A fluoreszcens fehérjét és enzimeket kódoló gének a láthatatlan szubsztrátokat lumineszcens vagy színes termékekké alakítják át, jelezve a sikeres gén expressziót, és lehetőséget adva a gén expressziójának számszerűsítésére.
02 ábra: Riporter génexpresszió
Választható jelölő vs riporter gén | |
A szelektálható marker egyfajta DNS-szekvencia, amely segít megkülönböztetni a transzformált sejteket a nem transzformált sejtekkel. | A riportergén olyan gén, amely segíti a gazdasejtbe beillesztett kívánt gén expressziójának számszerűsítését. |
A gyártott egységek jellege | |
A géneket olyan tulajdonságokkal kódolják, amelyek elősegítik a növekvő táptalajok mesterséges szelekcióját. | A géneket vizuálisan azonosítható tulajdonságokkal kódoljuk. |
Használat | |
Antibiotikus rezisztenciagének, antimetabolit gének, herbicid rezisztencia gének stb. Példák a választható markerre. | Példák a zöld fluoreszcens protein, β-glükuronidáz, klóramfenikol-acetil-transzferáz, vörös fluoreszcens protein stb. Génkódjára. |
A szelektálható markerek lehetővé teszik a transzformált sejtek szaporodását szelektív tápközegben, adott antibiotikummal vagy herbiciddel beadva. A transzformált sejtek korai szelektálására használják őket. Riporter géneket használunk a beillesztett kívánt gén expressziós szintjének számszerűsítésére. Ezenkívül lehetővé teszik a transzformált és nem transzformált sejtek megkülönböztetését. Ez a különbség a választható marker és a riporter gén között. Mind a szelektálható marker, mind a riporter gén fontos géneknek számít a géntechnikában.
Irodalom:
1. Ziemienowicz, Alicja. „Növényi választható markerek és riportergének.” SpringerLink. Springer-Verlag, n.d. Web. 2017. március 23.
2. Shih, Chen-Han, Hsiao-Yin Chen, Hung-Chieh Lee és Huai-Jen Tsai. "A lila kromoprotein gén új szelekciós markerként szolgál a Microalga Nannochloropsis oculata transzgeneziséhez." PLOS ONE. Tudományos Nyilvános Könyvtár, n.d. Web. 2017. március 25
Kép jóvoltából:
1. „Plasmid betéttel” Michael Jeltsch készítette - Saját munka (CC BY-SA 4.0) a Commons Wikimedia-on keresztül
2. „Reporter gén”: a TransControl által az en.wikipedia-n (CC BY-SA 3.0) a Commons Wikimedia-on keresztül