Негізгі айырмашылық – Таңдалатын маркер мен репортер гені
Гендік инженерия әдісі маңызды гендерді организмнен басқа ағзаға тасымалдау үшін қолданылады. Бөтен генді басқа ағзаның геномына енгізу және оны қабылдаушы жасушада экспрессиялау генді тасымалдаудағы ең қиын қадамдар болып табылады. Трансформация процесінің сәттілігін анықтау үшін рекомбинантты молекулада таңдалатын маркер және репортер ген қолданылады. Таңдалатын маркер – ДНҚ тізбегі немесе трансформацияланбаған жасушалардан трансформацияланған жасушаларды таңдайтын және таңдайтын ген. Репортер ген - бұл трансформацияланған жасушаларды ажырату және енгізілген геннің хост ішінде қалай жұмыс істейтінін анықтау үшін қолданылатын басқа ген. Таңдалатын маркер мен репортер генінің арасындағы негізгі айырмашылық мынада: таңдалатын маркер трансформацияланбаған жасушаларды экранға шығару және трансформацияланған жасушаларға сигнал беру үшін пайдаланылады, ал репортер гені хост ішіндегі ген экспрессиясының деңгейін анықтау үшін пайдаланылады.
Таңдалатын маркер дегеніміз не?
Гендік инженерияда қызығушылық гені қолайлы векторға енгізіліп, иесі ағзаларға айналады. Дегенмен, трансформация тек құзыретті хост жасушаларында сәтті өтеді және хост жасушаларының бөгде ДНҚ-ны қабылдаудан бас тарту мүмкіндігі бар. Сондықтан трансформацияланған және трансформацияланбаған жасушаларды дифференциациялау әрі қарай тәжірибені жалғастыру үшін маңызды. Демек, зерттеушілер трансформацияланбаған жасушалардан трансформацияланған жасушаларды оңай таңдау үшін векторға таңдалатын маркер генін қосады. Таңдалатын маркер – бұл ДНҚ тізбегі, әсіресе трансформацияланған жасушаларды анықтауға пайдалы ген. Бұл маркер гені тасымалдағыштағы трансформацияланбаған жасушалардан трансформацияланған жасушаларды жасанды таңдауға сәйкес келетін қасиет көрсетеді.
Молекулалық биологияда қолданылатын ең көп таралған таңдалатын маркерлер антибиотиктерге төзімді гендер болып табылады. Антибиотиктерге төзімділік гені векторға енгізіліп, қожайындық жасушаларға, әсіресе иесі бактерияға айналады. Бұл арнайы антибиотик бактерияның өсу ортасына енгізілген. Селективті таңбалауыштың болуына байланысты таңдамалы шарттарда сәйкес таңдалатын маркері бар ұяшықтар ғана өмір сүре алады. Трансформацияланбаған жасушалар антибиотикі бар ортада өсе алмайды. Сондықтан антибиотикке төзімді таңдалатын маркердің арқасында трансформацияланған жасушалар оңай анықталады.
Антиметаболиттер үшін белгілер беретін гендер, гербицидтер өсімдіктердің гендік инженериясында векторларды клондау кезінде селективті маркерлер ретінде пайдаланылады. Алайда, селективті маркерлердің генетикалық түрлендірілген ағзаларға бұл котрансформациясы қоршаған ортаға және адамға теріс әсер етеді. Антибиотиктерге төзімді бактериялардың бөлінуі адам патогендерінің антибиотиктерге төзімділігін арттыруы мүмкін. Ол өнімді немесе биомассаны антибиотиктермен ластауы мүмкін және антибиотиктердің ыдырауы мен инактивациясының нәтижесінде селективті қысымды жоғалтуы мүмкін.
01-сурет: Таңдалатын маркері бар генді тасымалдауға арналған плазмидтік вектор
Репортер гені дегеніміз не?
Репортер гендер - енгізілген ген экспрессиясын анықтауға немесе өлшеуге мүмкіндік беретін гендер. Бұл репортер гендер экспрессияның орналасуын немесе деңгейлерін көрсету үшін қызығушылық танытатын геннің реттеуші тізбектеріне қосылуы мүмкін. Сондықтан, бір промотор астында гендердің экспрессиясы кезінде олар бір мРНҚ тізбегіне транскрипцияланады, содан кейін геннің экспрессия деңгейін көрсете алатын ақуызға аударылады.
Репортер гендер әр түрлі және олар әдетте флуоресцентті және люминесцентті ақуыздарға қатысатын көрнекі түрде анықталатын сипаттарды қамтиды. Флуоресцентті ақуызды және ферменттерді кодтайтын гендер, геннің сәтті экспрессиясына сигнал беру және ген экспрессиясын сандық анықтау мүмкіндігін беру арқылы көрінбейтін субстраттарды люминесцентті немесе түсті өнімдерге түрлендіреді.
02-сурет: репортер генінің экспрессиясы
Таңдалатын маркер мен репортер генінің айырмашылығы неде?
Таңдалатын маркер және репортер гені |
|
| Таңдалатын маркер - трансформацияланбаған жасушалармен трансформацияланған жасушаларды ажыратуға көмектесетін ДНҚ тізбегінің бір түрі. | Репортер гені – хост жасушасына енгізілген қажетті геннің экспрессиясын сандық анықтауға көмектесетін ген. |
| Өндірілетін бірліктердің табиғаты | |
| Гендер өсіп келе жатқан ортада жасанды іріктеуге көмектесетін сипаттамалармен кодталған. | Гендер көзбен анықталатын сипаттамалармен кодталған. |
| Қолдану | |
| Антибиотиктерге төзімділік гендер, антиметаболит гендер, гербицидке төзімділік гендер және т.б. таңдалатын маркерге мысалдар болып табылады. | Жасыл флуоресцентті протеин, β-глюкуронидаза, хлорамфеникол ацетилтрансфераза, қызыл флуоресцентті ақуыз және т.б. гендер коды мысалдар болып табылады. |
Қорытынды – Таңдалатын маркер және репортер гені
Таңдалатын маркерлер трансформацияланған жасушалардың белгілі бір антибиотик немесе гербицид қосылған селективті ортада өсуіне мүмкіндік береді. Олар трансформацияланған жасушаларды ерте іріктеу үшін қолданылады. Хабарлаушы гендер енгізілген қажетті геннің экспрессия деңгейін сандық анықтау үшін қолданылады. Олар сондай-ақ трансформацияланған және трансформацияланбаған жасушаларды ажыратуға мүмкіндік береді. Бұл таңдалатын маркер мен репортер генінің арасындағы айырмашылық. Таңдалатын маркер де, репортер ген де гендік инженериядағы маңызды маркерлер ретінде қарастырылады.
