Tehnika genetskog inženjeringa koristi se za prijenos važnih gena iz organizma u drugi organizam. Umetanje stranog gena u genom drugog organizma i njegovo izražavanje unutar stanice domaćina najteži su koraci u prijenosu gena. Za otkrivanje uspjeha procesa transformacije, u rekombinantnoj molekuli koriste se selektirajući marker i reporterski gen. Odabir markera je DNK sekvenca ili gen koji eksprimira i bira transformirane stanice iz ne-transformiranih stanica. Reporterski gen je drugi gen koji se koristi za razlikovanje transformiranih stanica i za kvantificiranje ili otkrivanje načina na koji umetnuti gen funkcionira unutar domaćina. Ključna razlika između selektivnog markera i reporterskih gena je u tome što je selekcijski marker koristi se za skrining ne-transformiranih stanica i signaliziranje transformiranih stanica dok se reporterski gen koristi za kvantificiranje razine ekspresije gena unutar domaćina.
SADRŽAJ
1. Pregled i ključne razlike
2. Što je odabir markera
3. Što je Reporter Gene
4. Usporedna usporedba - Marker koji se bira i nasuprot Reporter Gene
5. Sažetak
U genetskom inženjerstvu gen koji vas zanima ubacuje se u prikladan vektor i pretvara u organizme domaćine. Međutim, transformacija je uspješna samo u kompetentnim stanicama domaćina i postoji mogućnost da stanice domaćina odbace unos stranih DNK. Stoga je važno razlikovanje transformiranih i ne-transformiranih stanica nastaviti s daljnjim eksperimentima. Stoga istraživači ugrađuju markerski gen za biranje u vektor za lak odabir transformiranih stanica iz ne-transformiranih stanica. Odabir markera je DNK sekvencija, posebno gen koristan u identifikaciji transformiranih stanica. Ovaj marker gen pokazuje svojstvo koje odgovara umjetnom odabiru transformiranih stanica iz ne-transformiranih stanica na mediju.
Najčešći selektivni markeri koji se koriste u molekularnoj biologiji su geni otporni na antibiotike. Gen za rezistenciju na antibiotike ubačen je u vektor i transformira se u stanice domaćina, posebno u bakteriju domaćina. Taj određeni antibiotik ugrađen je u uzgoj bakterije. Zbog prisutnosti selektivnog markera, pod selektivnim uvjetima, mogu preživjeti samo stanice koje sadrže odgovarajući selektirajući marker. Ne-transformirane stanice nisu u stanju rasti u mediju koji sadrži antibiotike. Stoga se transformirane stanice lako prepoznaju zahvaljujući selekcijskom markeru koji je otporan na antibiotike.
Geni koji daju svojstva antimetabolitima, herbicidi se koriste kao selektivni markeri u vektorima kloniranja u biljnom genetičkom inženjeringu. Međutim, ova kotransformacija selektivnih markera u genetski modificirane organizme ima negativne učinke na okoliš i čovjeka. Oslobađanje bakterija otpornih na antibiotike može povećati otpornost antibiotika na patogene. Može kontaminirati proizvod ili biomasu antibioticima i može izgubiti selektivni tlak kao rezultat razgradnje i inaktivacije antibiotika.
Slika 01: Plazmidni vektor za prijenos gena odabirom markera
Reporterski geni su geni koji omogućuju otkrivanje ili mjerenje ekspresije gena. Ti reporterski geni mogu se priključiti na regulatorne sekvence gena od interesa kako bi signalizirali mjesto ekspresije ili razine ekspresije. Stoga se tijekom ekspresije gena pod istim promotorom prepisuju u jednu sekvencu mRNA i zatim prevode u protein što može značiti razinu ekspresije gena.
Reporterski geni su različitih vrsta i sadrže vizualno prepoznatljive karakteristike koje su obično uključene u fluorescentne i luminescentne proteine. Geni koji kodiraju fluorescentni protein i enzime, pretvaraju nevidljive supstrate u luminiscentne ili obojene proizvode signalizirajući uspješnu ekspresiju gena i pružajući priliku za kvantificiranje ekspresije gena.
Slika 02: Reporter gena
Selektor Marker vs Reporter Gene | |
Odabir markera je vrsta DNK sekvence koja pomaže razlikovati transformirane stanice s ne-transformiranim stanicama. | Reporter gen je gen koji pomaže kvantificirati ekspresiju željenog gena ubačenog u stanicu domaćina. |
Priroda proizvedenih jedinica | |
Geni su kodirani s karakteristikama koje pomažu u umjetnoj selekciji na rastućim medijima. | Geni su kodirani s vizualno prepoznatljivim karakteristikama. |
upotreba | |
Geni otpornosti na antibiotike, geni za antimetabolit, geni za otpornost na herbicide itd. Su primjeri za selektirajući marker. | Primjeri gena za zeleni fluorescentni protein, β-glukuronidazu, kloramfenikol acetiltransferazu, crveni fluorescentni protein itd. Su primjeri. |
Odabir markera omogućava transformiranim stanicama da rastu u selektivnom mediju doziranom s određenim antibiotikom ili herbicidom. Koriste se za rani odabir transformiranih stanica. Reporterski geni koriste se za utvrđivanje razine ekspresije željenog umetnutog gena. Također omogućuju razlikovanje transformiranih i ne-transformiranih stanica. Ovo je razlika između selektivnog markera i reportera gena. I selektivni marker i reporterski gen smatraju se važnim markerima u genetskom inženjeringu.
Reference:
1. Ziemienowicz, Alicja. "Sadite markere koji se mogu odabrati i reporterske gene." SpringerLink. Springer-Verlag, n.d. Mreža. 23. ožujka 2017.
2. Shih, Chen-Han, Hsiao-Yin Chen, Hung-Chieh Lee i Huai-Jen Tsai. "Ljubičasti gen kromosproteina služi kao novi selekcijski marker za transgenezu mikroalge Nannochloropsis oculata." PLOS JEDAN. Javna knjižnica znanosti, n.d. Mreža. 25. ožujka 2017
Ljubaznošću slike:
1. "Plazmid s umetkom" Michael Jeltsch - Vlastito djelo (CC BY-SA 4.0) preko Commons Wikimedia
2. "Reporterski gen" TransControl na en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedia