Ključna razlika – genetski inženiring proti tehnologiji rekombinantne DNK
Genetski material organizmov je mogoče spremeniti s tehnikami genskega inženiringa ali tehnologijo rekombinantne DNK. Tehnologija rekombinantne DNK je postopek, ki se uporablja za ustvarjanje molekule rekombinantne DNK, ki nosi DNK, ki nas zanima, in vektorsko DNK, medtem ko je genski inženiring širok izraz, ki se uporablja za opis procesov, vključenih v manipulacijo genetske strukture organizma. To je ključna razlika med genskim inženiringom in tehnologijo rekombinantne DNK.
Kaj je genetski inženiring?
Genetski inženiring je širok izraz, ki se uporablja za označevanje niza tehnik, ki sodelujejo pri manipulaciji genetske sestave organizma. Gensko inženirstvo se izvaja v pogojih in vitro (zunaj živega organizma, v nadzorovanem okolju).
Geni so kodirani za beljakovine in druge prekurzorje beljakovin, ki so bistvenega pomena za rast in razvoj. Ko znanstveniki želijo preučiti razporeditev genov, izražanje, regulacijo genov itd., uvedejo ta določen gen v gostiteljsko bakterijo, ki je sposobna podvojiti vstavljeni gen in narediti več kopij želenega gena s pomočjo tehnologije rekombinantne DNA. Vključuje rezanje specifičnih fragmentov DNK, njihovo vnos v drug organizem in njihovo izražanje v transformiranem organizmu. Genetska sestava organizma se spremeni ob vnosu tuje DNK. Zato se imenuje genski inženiring (genetska manipulacija z uporabo naprednih tehnik). Ko se manipulira z genetsko zgradbo organizma, se spremenijo značilnosti organizma. Značilnosti je mogoče izboljšati ali spremeniti, da povzročijo želene spremembe organizmov.
Genski inženiring vključuje več glavnih korakov. To so namreč cepitev in čiščenje DNK, proizvodnja rekombinantne DNK (rekombinantni vektor), transformacija rekombinantne DNK v gostiteljski organizem, razmnoževanje gostitelja (kloniranje) in presejanje transformiranih celic (pravilni fenotipi).
Genetski inženiring je uporaben za širok spekter organizmov, vključno z rastlinami, živalmi in mikroorganizmi. Na primer, transgene rastline je mogoče proizvesti z uvedbo uporabnih lastnosti, kot so odpornost na herbicide, toleranca na sušo, visoka hranilna vrednost, hitra rast, odpornost proti žuželkam, toleranca na potopitev itd., z uporabo rastlinskega genskega inženiringa. Beseda transgeni se nanaša na gensko spremenjene organizme. Pridelava transgenih rastlin z izboljšanimi lastnostmi je zdaj izvedljiva zaradi genskega inženiringa. Transgene živali je mogoče proizvesti tudi za proizvodnjo humanih farmacevtskih izdelkov, kot je prikazano na sliki 01.
Slika_1: Gensko spremenjene živali
Genetski inženiring ima široko uporabo v biotehnologiji, na področjih medicine, raziskav, kmetijstva in industrije. V medicini se genski inženiring ukvarja z gensko terapijo in proizvodnjo človeških rastnih hormonov, insulina, različnih zdravil, sintetičnih cepiv, človeških albuminov, monoklonskih protiteles, itd. nekatere dragocene lastnosti so narejene z uporabo genskega inženiringa. V industriji se genetski inženiring široko uporablja za izdelavo rekombinantnih mikroorganizmov, ki so sposobni proizvajati ekonomsko uporabne izdelke, zlasti beljakovine in encime. Nadzor onesnaževanja okolja (bioremediacija), pridobivanje kovin (biorudarjenje), proizvodnja sintetičnih polimerov itd.so izvedljive tudi v industrijah, ki uporabljajo gensko spremenjene mikroorganizme. V raziskavah se genski inženiring uporablja za ustvarjanje živalskih modelov nekaterih človeških bolezni. Gensko spremenjene miši so najbolj priljubljen živalski model, ki ga raziskovalci uporabljajo za preučevanje in iskanje terapij za raka, debelost, srčne bolezni, sladkorno bolezen, artritis, zlorabo substanc, anksioznost, staranje, Parkinsonovo bolezen itd.
Kaj je tehnologija rekombinantne DNA?
Tehnologija rekombinantne DNK je tehnologija, ki vključuje pripravo molekule rekombinantne DNK, ki nosi DNK dveh različnih vrst (vektorsko in tujo DNK) in kloniranje. To dosežejo restrikcijski encimi in encim DNA ligaza. Restrikcijske endonukleaze so encimi za rezanje DNA, ki pomagajo pri ločevanju zainteresiranih fragmentov DNA iz organizma in odpiranju vektorjev, predvsem plazmidov. DNA ligaza je encim, ki olajša spajanje ločenega fragmenta DNA z odprtim vektorjem, da se ustvari rekombinantna DNA. Izdelava rekombinantne DNA (vektorja, sestavljenega iz tuje DNA) je v glavnem odvisna od uporabljenega vektorja. Izbrani vektor mora biti sposoben samopodvajanja s katerim koli segmentom DNA, ki je nanj kovalentno pritrjen, v ustrezni gostiteljski celici. Vsebovati mora tudi primerna mesta za kloniranje in izbirne označevalce za presejanje. V tehnologiji rekombinantne DNK so pogosto uporabljeni vektorji plazmidi bakterij in bakteriofagi (virusi, ki okužijo bakterije).
Slika_02: Sinteza rekombinantne DNA
Rekombinantna DNK se proizvaja z namenom izdelave novih proteinov, preučevanja genskih struktur in funkcij, manipulacije lastnosti proteinov, pridobivanja velikih količin proteinov itd. Zato je treba sintetizirano rekombinantno DNK podvojiti in izraziti znotraj gostitelja. Tehnologija rekombinantne DNK torej vključuje celoten proces, ki se zgodi v genskem inženiringu, začenši od koraka izolacije specifične DNK do presejanja transformiranih celic, ki vsebujejo vneseno lastnost. Zato lahko tehnologijo rekombinantne DNA in genski inženiring obravnavamo kot dva medsebojno povezana procesa z enim glavnim ciljem s podobnimi koraki: izolacija zanimivega vložka DNA, izbira ustreznega vektorja, uvedba vložka DNA (tuje DNA) v vektor, da se tvori molekula rekombinantne DNA., vnos rekombinantne molekule DNA v ustreznega gostitelja in selekcija transformiranih gostiteljskih celic.
Kakšna je razlika med genskim inženiringom in tehnologijo rekombinantne DNK?
Genetski inženiring proti tehnologiji rekombinantne DNK |
|
| Genetski inženiring je širok izraz, ki se nanaša na proces, ki se uporablja za manipulacijo genetske strukture organizma. | Tehnologija rekombinantne DNK je tehnika, ki se uporablja za ustvarjanje rekombinantne molekule DNK, ki nosi DNK dveh različnih vrst. |
| Sinteza rekombinantne DNA | |
| Proizvaja se rekombinantna DNK | Proizvedena je rekombinantna molekula DNK. |
Povzetek – Genetski inženiring proti tehnologiji rekombinantne DNK
Genetski inženiring je področje molekularne biologije, ki se ukvarja z manipulacijo genskega materiala (DNK) organizma za dragocene lastnosti. Tehnologija rekombinantne DNK je tehnika, ki se uporablja za izdelavo rekombinantne DNK. Pri obeh procesih prihaja do manipulacije z genetskim materialom organizma. Čeprav obstaja razlika med genskim inženiringom in tehnologijo rekombinantne DNK, sta med seboj povezani in genski inženiring bi bil nemogoč brez uporabe tehnologije rekombinantne DNK.
