Galvenā atšķirība - atlasāms marķieris pret reportiera gēni
Genētiskās inženierijas tehnika tiek izmantota svarīgu gēnu pārnešanai no organisma uz citu organismu. Sveša gēna ievietošana cita organisma genomā un tā ekspresija saimniekšūnā ir visgrūtākais gēnu pārneses posms. Lai noteiktu transformācijas procesa panākumus, rekombinantajā molekulā tiek izmantots atlasāms marķieris un reportiera gēns. Atlasāms marķieris ir DNS sekvence vai gēns, kas ekspresē un atlasa transformētās šūnas no netransformētajām šūnām. Reportiera gēns ir vēl viens gēns, ko izmanto, lai atšķirtu pārveidotās šūnas un kvantitatīvi noteiktu vai noteiktu, kā ievietotais gēns darbojas saimniekorganismā. Galvenā atšķirība starp selekcionējamo marķieri un reportiera gēnu ir tāda, ka atlasāmo marķieri izmanto, lai izsijātu netransformētās šūnas un signalizētu par transformētajām šūnām, savukārt reportiera gēnu izmanto, lai kvantitatīvi noteiktu gēnu ekspresijas līmeni saimniekorganismā.
Kas ir atlasāmais marķieris?
Gēnu inženierijā interesējošo gēnu ievieto piemērotā vektorā un transformē saimniekorganismos. Tomēr transformācija ir veiksmīga tikai kompetentajās saimniekšūnās, un saimniekšūnām ir iespēja noraidīt svešas DNS uzņemšanu. Tāpēc, lai turpinātu turpmākus eksperimentus, ir svarīga transformēto un nepārveidoto šūnu diferenciācija. Tādējādi pētnieki vektorā iekļauj selektīvu marķiera gēnu, lai viegli atlasītu transformētās šūnas no netransformētām šūnām. Atlasāms marķieris ir DNS sekvence, īpaši gēns, kas noder transformēto šūnu identificēšanai. Šim marķiera gēnam piemīt iezīme, kas piemērota mākslīgai transformētu šūnu atlasei no netransformētām šūnām uz barotnes.
Visbiežāk molekulārajā bioloģijā izmantotie atlasāmie marķieri ir antibiotikām rezistenti gēni. Antibiotiku rezistences gēns tiek ievietots vektorā un pārveidots saimniekšūnās, īpaši saimniekbaktērijā. Šī konkrētā antibiotika ir iekļauta baktērijas augšanas vidē. Selektīva marķiera klātbūtnes dēļ selektīvos apstākļos var izdzīvot tikai šūnas, kurās ir atbilstošs atlasāmais marķieris. Nepārveidotās šūnas nespēj augt antibiotikas saturošā vidē. Tāpēc, pateicoties atlasāmajam marķierim, kas ir rezistents pret antibiotikām, transformētās šūnas ir viegli identificējamas.
Gēni, kas piešķir īpašības antimetabolītiem, herbicīdiem, tiek izmantoti kā selektīvi marķieri klonēšanas vektoros augu gēnu inženierijā. Tomēr šai selektīvo marķieru kotransformācijai ģenētiski modificētos organismos ir negatīva ietekme uz vidi un cilvēku. Antibiotiku rezistentu baktēriju izdalīšanās var palielināt cilvēka patogēnu rezistenci pret antibiotikām. Tas var piesārņot produktu vai biomasu ar antibiotikām un var zaudēt selektīvo spiedienu antibiotiku sadalīšanās un inaktivācijas rezultātā.
Attēls 01: Plazmīdu vektors gēnu pārnešanai ar atlasāmu marķieri
Kas ir reportiera gēns?
Reportergēni ir gēni, kas ļauj noteikt vai izmērīt ievietotā gēna ekspresiju. Šos reportiergēnus var pievienot interesējošā gēna regulējošām sekvencēm, lai signalizētu par ekspresijas vietu vai līmeņiem. Tāpēc gēnu ekspresijas laikā zem viena un tā paša promotora tie tiek pārrakstīti vienā mRNS secībā un pēc tam pārvērsti proteīnā, kas var norādīt uz gēnu ekspresijas līmeni.
Reporter gēni ir dažāda veida, un tie satur vizuāli identificējamas īpašības, kas parasti ir saistītas ar fluorescējošiem un luminiscējošiem proteīniem. Gēni, kas kodē fluorescējošus proteīnus un fermentus, pārvērš neredzamos substrātus luminiscējošos vai krāsainos produktos, signalizējot par veiksmīgu gēnu ekspresiju un dodot iespēju kvantitatīvi noteikt gēnu ekspresiju.
Attēls 02: Reporter Gene Expression
Kāda ir atšķirība starp Selectable Marker un Reporter Gene?
Atlasāms marķieris pret reportiera gēni |
|
| Izvēlamais marķieris ir sava veida DNS sekvence, kas palīdz atšķirt transformētas šūnas no nepārveidotām šūnām. | Reportera gēns ir gēns, kas palīdz kvantitatīvi noteikt vēlamā gēna ekspresiju, kas ievietots saimniekšūnā. |
| Ražoto vienību veids | |
| Gēni ir kodēti ar īpašībām, kas palīdz mākslīgā selekcijā augšanas substrātos. | Gēni ir kodēti ar vizuāli identificējamām īpašībām. |
| Lietošana | |
| Antibiotiku rezistences gēni, antimetabolītu gēni, herbicīdu rezistences gēni utt. ir atlasāmo marķieru piemēri. | Gēni kodē zaļi fluorescējošam proteīnam, β-glikuronidāzei, hloramfenikola acetiltransferāzei, sarkanai fluorescējošai olb altumvielai utt. ir piemēri. |
Kopsavilkums - atlasāmais marķieris vs reportiera gēns
Izvēlamie marķieri ļauj transformētajām šūnām augt selektīvā barotnē, kas dozēta ar noteiktu antibiotiku vai herbicīdu. Tos izmanto transformēto šūnu agrīnai atlasei. Reportieru gēni tiek izmantoti, lai kvantitatīvi noteiktu ievietotā vēlamā gēna ekspresijas līmeni. Tie arī ļauj diferencēt pārveidotās un nepārveidotās šūnas. Šī ir atšķirība starp atlasāmo marķieri un reportiera gēnu. Gan atlasāmais marķieris, gan reportiera gēns tiek uzskatīti par svarīgiem marķieriem gēnu inženierijā.
