Pagrindinis skirtumas – genų inžinerija ir rekombinantinės DNR technologija
Genetinės organizmų medžiagos gali būti pakeistos naudojant genų inžinerijos metodus arba rekombinantinės DNR technologiją. Rekombinantinės DNR technologija yra procesas, naudojamas kuriant rekombinantinę DNR molekulę, kurioje yra dominanti DNR ir vektorinė DNR, o genų inžinerija yra platus terminas, naudojamas apibūdinti procesus, susijusius su manipuliavimu organizmo genetine struktūra. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp genų inžinerijos ir rekombinantinės DNR technologijos.
Kas yra genų inžinerija?
Genų inžinerija yra platus terminas, naudojamas apibūdinti metodų, susijusių su manipuliavimu organizmo genetine sandara, rinkinį. Genų inžinerija atliekama in vitro sąlygomis (už gyvo organizmo ribų, kontroliuojamoje aplinkoje).
Genai yra užkoduoti b altymams ir kitiems b altymų pirmtakams, kurie yra būtini augimui ir vystymuisi. Kai mokslininkai nori ištirti genų išdėstymą, ekspresiją, genų reguliavimą ir pan., jie įveda tą konkretų geną į šeimininko bakteriją, kuri gali replikuoti įterptą geną ir padaryti kelias norimo geno kopijas naudojant rekombinantinės DNR technologiją. Tai apima specifinių DNR fragmentų pjaustymą, jų įvedimą į kitą organizmą ir ekspresiją transformuotame organizme. Įvedant svetimą DNR, pasikeičia genetinė organizmo sudėtis. Todėl ji vadinama genų inžinerija (genetine manipuliacija naudojant pažangias technologijas). Kai manipuliuojama genetine organizmo sandara, pasikeičia organizmo savybės. Charakteristikos gali būti patobulintos arba modifikuotos, kad organizmuose pasikeistų pageidaujami.
Su genų inžinerija susiję keli pagrindiniai žingsniai. Tai yra DNR skilimas ir gryninimas, rekombinantinės DNR (rekombinantinio vektoriaus) gamyba, rekombinantinės DNR transformavimas į šeimininko organizmą, šeimininko dauginimas (klonavimas) ir transformuotų ląstelių atranka (teisingi fenotipai).
Genų inžinerija taikoma daugeliui organizmų, įskaitant augalus, gyvūnus ir mikroorganizmus. Pavyzdžiui, transgeniniai augalai gali būti gaminami naudojant augalų genų inžineriją įdiegiant tokias naudingas savybes kaip atsparumas herbicidams, atsparumas sausrai, aukšta maistinė vertė, greitai auga, atsparumas vabzdžiams, atsparumas panirimui ir kt. Žodis transgeninis reiškia genetiškai modifikuotus organizmus. Dėl genų inžinerijos dabar įmanoma auginti transgeninius augalus su pagerintomis savybėmis. Transgeniniai gyvūnai taip pat gali būti gaminami žmonėms skirtų vaistų gamybai, kaip parodyta 01 paveiksle.
1 pav.: genetiškai modifikuoti gyvūnai
Genų inžinerija plačiai taikoma biotechnologijose medicinos, tyrimų, žemės ūkio ir pramonės srityse. Medicinoje genų inžinerija apima genų terapiją ir žmogaus augimo hormonų, insulino, įvairių vaistų, sintetinių vakcinų, žmogaus albuminų, monokloninių antikūnų ir tt gamybą. Žemės ūkyje genetiškai modifikuoti augalai, tokie kaip sojos pupelės, kukurūzai, medvilnė ir kiti augalai su tam tikros vertingos savybės sukuriamos naudojant genų inžineriją. Pramonėje genų inžinerija plačiai taikoma gaminant rekombinantinius mikroorganizmus, galinčius gaminti ekonomiškai naudingus produktus, ypač b altymus ir fermentus. Aplinkos taršos kontrolė (bioremediacija), metalų išgavimas (biokasyba), sintetinių polimerų gamyba ir kt.taip pat yra įmanomos pramonės šakose, kuriose naudojami genetiškai modifikuoti mikroorganizmai. Tyrimuose genų inžinerija naudojama kuriant tam tikrų žmonių ligų gyvūnų modelius. Genetiškai modifikuotos pelės yra populiariausias gyvūnų modelis, kurį mokslininkai naudoja vėžio, nutukimo, širdies ligų, diabeto, artrito, piktnaudžiavimo medžiagomis, nerimo, senėjimo, Parkinsono ligos ir kt. gydymo metodams tirti ir ieškoti.
Kas yra rekombinantinės DNR technologija?
Rekombinantinės DNR technologija – tai technologija, naudojama ruošiant rekombinantinę DNR molekulę, kurioje yra dviejų skirtingų rūšių DNR (vektoriaus ir svetimos DNR), ir klonuojant. Tai atlieka restrikcijos fermentai ir DNR ligazės fermentas. Restrikcijos endonukleazės yra DNR pjaunantys fermentai, padedantys atskirti dominančius DNR fragmentus nuo organizmo ir atverti vektorius, daugiausia plazmides. DNR ligazė yra fermentas, kuris palengvina atskirto DNR fragmento sujungimą su atidarytu vektoriumi, kad būtų sukurta rekombinantinė DNR. Rekombinantinės DNR (vektoriaus, susidedančio iš svetimos DNR) sudarymas daugiausia priklauso nuo naudojamo vektoriaus. Pasirinktas vektorius turi sugebėti savarankiškai replikuotis su bet kokiu DNR segmentu, kovalentiškai prijungtu prie jo tinkamoje ląstelėje šeimininkėje. Jame taip pat turėtų būti tinkamų klonavimo vietų ir atrankinių žymenų atrankai. Rekombinantinėje DNR technologijoje dažniausiai naudojami vektoriai yra bakterijų ir bakteriofagų (bakterijas užkrečiančių virusų) plazmidės.
Paveikslėlis_02: Rekombinantinės DNR sintezė
Rekombinantinė DNR gaminama siekiant gaminti naujus b altymus, tirti genų struktūras ir funkcijas, manipuliuoti b altymų savybėmis, surinkti didelius kiekius b altymų ir kt. Todėl susintetinta rekombinantinė DNR turi būti replikuojama ir ekspresuojama šeimininko viduje. Taigi, rekombinantinės DNR technologija apima visą genų inžinerijos procesą, pradedant nuo konkrečios DNR išskyrimo iki transformuotų ląstelių atrankos, kurią sudaro įvestas požymis. Todėl rekombinantinės DNR technologija ir genų inžinerija gali būti laikomos dviem tarpusavyje susijusiais procesais, turinčiais vieną pagrindinį tikslą su panašiais etapais: įdomios DNR intarpo išskyrimas, tinkamo vektoriaus parinkimas, DNR intarpo (svetimos DNR) įvedimas į vektorių, kad susidarytų rekombinantinė DNR molekulė., rekombinantinės DNR molekulės įvedimas į tinkamą šeimininką ir transformuotų šeimininkų ląstelių atranka.
Kuo skiriasi genų inžinerija ir rekombinantinės DNR technologijos?
Genų inžinerija vs rekombinantinės DNR technologija |
|
| Genų inžinerija yra platus terminas, reiškiantis procesą, kuris naudojamas manipuliuoti organizmo genetine struktūra. | Rekombinantinės DNR technologija – tai metodas, naudojamas rekombinantinei DNR molekulei, turinčiai dviejų skirtingų rūšių DNR, sukurti. |
| Rekombinantinės DNR sintezė | |
| Gaminama rekombinantinė DNR | Gaminama rekombinantinė DNR molekulė. |
Santrauka – genų inžinerija prieš rekombinantinės DNR technologiją
Genų inžinerija yra molekulinės biologijos sritis, susijusi su manipuliavimu organizmo genetine medžiaga (DNR), siekiant vertingų savybių. Rekombinantinės DNR technologija yra technika, naudojama rekombinantinei DNR gaminti. Abiejų procesų metu vyksta manipuliavimas organizmo genetine medžiaga. Nors yra skirtumas tarp genų inžinerijos ir rekombinantinės DNR technologijos, jos yra tarpusavyje susijusios, todėl genų inžinerija būtų neįmanoma be rekombinantinės DNR technologijos.
