Galvenā atšķirība - gēnu inženierija un rekombinantās DNS tehnoloģija
Organistu ģenētiskos materiālus var mainīt, izmantojot gēnu inženierijas metodes vai rekombinantās DNS tehnoloģiju. Rekombinantās DNS tehnoloģija ir process, ko izmanto, lai izveidotu rekombinanto DNS molekulu, kas satur interesējošo DNS un vektora DNS, savukārt gēnu inženierija ir plašs termins, ko izmanto, lai aprakstītu procesus, kas saistīti ar manipulācijām ar organisma ģenētisko struktūru. Šī ir galvenā atšķirība starp gēnu inženieriju un rekombinantās DNS tehnoloģiju.
Kas ir gēnu inženierija?
Genētiskā inženierija ir plašs termins, ko lieto, lai apzīmētu paņēmienu kopumu, kas saistīts ar manipulācijām ar organisma ģenētisko uzbūvi. Gēnu inženierija tiek veikta in vitro apstākļos (ārpus dzīva organisma, kontrolētā vidē).
Gēni ir kodēti proteīniem un citiem proteīnu prekursoriem, kas ir būtiski augšanai un attīstībai. Kad zinātnieki vēlas pētīt gēnu izvietojumu, ekspresiju, gēnu regulējumu utt., viņi ievada šo konkrēto gēnu saimniekbaktērijai, kas spēj replicēt ievietoto gēnu un izveidot vairākas vēlamā gēna kopijas, izmantojot rekombinantās DNS tehnoloģiju. Tas ietver specifisku DNS fragmentu sagriešanu, to ievadīšanu citā organismā un ekspresiju pārveidotajā organismā. Organisma ģenētiskais sastāvs tiek mainīts, ievadot svešu DNS. Tāpēc to sauc par gēnu inženieriju (ģenētisku manipulāciju, izmantojot progresīvas metodes). Ja tiek manipulēts ar organisma ģenētisko uzbūvi, tiek mainītas organisma īpašības. Raksturlielumus var uzlabot vai modificēt, lai radītu vēlamas izmaiņas organismos.
Ir vairāki galvenie soļi, kas saistīti ar gēnu inženieriju. Tie ir DNS šķelšana un attīrīšana, rekombinantās DNS (rekombinantā vektora) ražošana, rekombinantās DNS transformācija saimniekorganismā, saimniekorganisma pavairošana (klonēšana) un transformēto šūnu skrīnings (pareizie fenotipi).
Genētiskā inženierija ir piemērojama plašam organismu lokam, tostarp augiem, dzīvniekiem un mikroorganismiem. Piemēram, transgēnus augus var ražot, izmantojot augu gēnu inženieriju, ieviešot tādas noderīgas īpašības kā herbicīdu izturība, izturība pret sausumu, augsta uzturvērtība, ātra augšana, rezistence pret kukaiņiem, izturība pret iegremdēšanu utt. Vārds transgēns attiecas uz ģenētiski modificētiem organismiem. Gēnu inženierijas dēļ tagad ir iespējams ražot transgēnās kultūras ar uzlabotām īpašībām. Transgēnus dzīvniekus var ražot arī cilvēkiem paredzēto zāļu ražošanai, kā parādīts 01. attēlā.
1. attēls: ģenētiski modificēti dzīvnieki
Genētiskajai inženierijai ir plašs pielietojums biotehnoloģijā, medicīnas, pētniecības, lauksaimniecības un rūpniecības jomās. Medicīnā gēnu inženierija ir saistīta ar gēnu terapiju un cilvēka augšanas hormonu, insulīna, dažādu medikamentu, sintētisko vakcīnu, cilvēka albumīnu, monoklonālo antivielu uc ražošanu. Lauksaimniecībā ģenētiski modificētas kultūras, piemēram, sojas pupas, kukurūza, kokvilna un citas kultūras ar noteiktas vērtīgas īpašības tiek iegūtas, izmantojot gēnu inženieriju. Rūpniecībā gēnu inženieriju plaši izmanto, lai radītu rekombinantos mikroorganismus, kas spēj ražot ekonomiski noderīgus produktus, īpaši olb altumvielas un fermentus. Vides piesārņojuma kontrole (bioremediācija), metālu atgūšana (biomining), sintētisko polimēru ražošana u.c.ir iespējamas arī nozarēs, kurās izmanto ģenētiski modificētus mikroorganismus. Pētījumos gēnu inženieriju izmanto, lai izveidotu noteiktu cilvēku slimību dzīvnieku modeļus. Ģenētiski modificētas peles ir vispopulārākais dzīvnieku modelis, ko pētnieki izmanto, lai pētītu un atrastu terapiju vēža, aptaukošanās, sirds slimību, diabēta, artrīta, vielu ļaunprātīgas izmantošanas, trauksmes, novecošanas, Parkinsona slimības uc ārstēšanai.
Kas ir rekombinantās DNS tehnoloģija?
Rekombinantās DNS tehnoloģija ir tehnoloģija, kas saistīta ar rekombinantās DNS molekulas sagatavošanu, kas satur divu dažādu sugu DNS (vektora un svešas DNS) un klonēšanu. To panāk ar restrikcijas enzīmiem un DNS ligāzes enzīmu. Restrikcijas endonukleāzes ir DNS griešanas enzīmi, kas palīdz atdalīt ieinteresētos DNS fragmentus no organisma un atvērt vektorus, galvenokārt plazmīdas. DNS ligāze ir enzīms, kas atvieglo atdalīta DNS fragmenta savienošanu ar atvērtu vektoru, lai izveidotu rekombinantu DNS. Rekombinantās DNS (vektora, kas sastāv no svešas DNS) izveidošana galvenokārt ir atkarīga no izmantotā vektora. Atlasītajam vektoram ir jāspēj pašreplicēties ar jebkuru DNS segmentu, kas tam kovalenti piesaistīts piemērotā saimniekšūnā. Tajā jāiekļauj arī piemērotas klonēšanas vietas un atlasāmi marķieri skrīningam. Rekombinantās DNS tehnoloģijā parasti izmantotie vektori ir baktēriju un bakteriofāgu plazmīdas (vīrusi, kas inficē baktērijas).
Attēls_02: Rekombinantās DNS sintēze
Rekombinantā DNS tiek ražota ar mērķi ražot jaunas olb altumvielas, pētīt gēnu struktūras un funkcijas, manipulēt ar proteīnu īpašībām, iegūt lielu daudzumu proteīnu utt. Tāpēc sintezētā rekombinantā DNS ir jāreplicē un jāizsaka saimniekorganismā. Tādējādi rekombinantās DNS tehnoloģija ietver visu procesu, kas notiek gēnu inženierijā, sākot no specifiskās DNS izolēšanas līdz transformēto šūnu skrīningam, kas sastāv no ieviestās pazīmes. Tāpēc rekombinantās DNS tehnoloģiju un gēnu inženieriju var uzskatīt par diviem savstarpēji saistītiem procesiem ar vienu galveno mērķi ar līdzīgiem posmiem: interesanta DNS ieliktņa izolēšana, piemērota vektora izvēle, DNS ieliktņa (svešās DNS) ievadīšana vektorā, veidojot rekombinantas DNS molekulu., rekombinantās DNS molekulas ievadīšana piemērotā saimniekorganismā un transformēto saimniekšūnu atlase.
Kāda ir atšķirība starp gēnu inženieriju un rekombinantās DNS tehnoloģiju?
Ģenētiskā inženierija pret rekombinantās DNS tehnoloģiju |
|
| Genētiskā inženierija ir plašs termins, kas attiecas uz procesu, ko izmanto, lai manipulētu ar organisma ģenētisko struktūru. | Rekombinantās DNS tehnoloģija ir paņēmiens, ko izmanto, lai izveidotu rekombinantas DNS molekulu, kas satur divu dažādu sugu DNS. |
| Rekombinantās DNS sintēze | |
| Tiek ražota rekombinantā DNS | Tiek ražota rekombinantā DNS molekula. |
Kopsavilkums - gēnu inženierija pret rekombinantās DNS tehnoloģiju
Genētiskā inženierija ir molekulārās bioloģijas joma, kas nodarbojas ar manipulācijām ar organisma ģenētisko materiālu (DNS), lai iegūtu vērtīgas īpašības. Rekombinantās DNS tehnoloģija ir paņēmieni, ko izmanto rekombinantās DNS iegūšanai. Abu procesu laikā notiek manipulācijas ar organisma ģenētisko materiālu. Lai gan pastāv atšķirība starp gēnu inženieriju un rekombinantās DNS tehnoloģiju, tās ir savstarpēji saistītas, un gēnu inženierija nebūtu iespējama bez rekombinantās DNS tehnoloģijas izmantošanas.
