Kľúčový rozdiel – náhodná mutagenéza a mutagenéza zameraná na lokalitu
Mutagenéza je proces, pri ktorom sa do buniek alebo génov zámerne zavádzajú mutácie, ktorých výsledkom sú geneticky modifikované gény alebo organizmy. Mutagenéza sa väčšinou vykonáva na zavedenie prospešných vlastností organizmom. V súčasnosti sa mutagenéza používa aj v génovej terapii na zmenu génov a na liečebné účely. Mutácie môžu byť zavedené dvoma hlavnými spôsobmi; Náhodná mutagenéza a miestne riadená mutagenéza. Náhodná mutagenéza je proces náhodného zavádzania mutácií. Potom vyberte organizmy, ktoré sú zmutované, pomocou selekčnej metódy. Proces je úplne náhodný. Miestne riadená mutagenéza je proces, pri ktorom sa mutácie zavádzajú miestne špecifickým spôsobom do špecifických miest v DNA alebo do špecifických nukleotidov. Špecifickosť miestne cielených mutácií je veľmi vysoká. Kľúčový rozdiel medzi náhodnou a miestne cielenou mutagenézou je spôsob, akým sa mutácia zavádza. Náhodná mutagenéza zavádza mutácie náhodným spôsobom, zatiaľ čo miestne cielené mutácie sú špecificky zamerané na vybrané miesta génov.
Čo je náhodná mutagenéza?
Náhodná mutagenéza sa týka procesu zavádzania mutácií do organizmov náhodným spôsobom, a preto je nešpecifická. Náhodná mutagenéza zahŕňa vystavenie organizmu mutagénu na určité časové obdobie a výber mutantných odrôd. Mutagény môžu byť buď fyzikálne mutagény, ako je UV žiarenie, alebo chemické mutagény, ako sú alkylačné činidlá. Táto metóda je najvhodnejšia na vyvolanie mutácií v mikroorganizmoch, rastlinách a zvieratách.
Proces vývoja mikrobiálneho kmeňa pri výrobe antibiotík je založený na náhodnej mutagenéze. Kmene produkujúce antibiotiká sú vystavené rôznym mutagénom a potom sa testuje citlivosť kmeňa na antibiotiká. Z toho možno odvodiť kmene, ktoré si vyvinuli rezistenciu oproti pôvodnému kmeňu.
V rastlinnej tkanivovej kultúre sa náhodná mutagenéza používa na začlenenie rôznych znakov do rastlín. Rastliny sú vystavené mutagénom v štádiách tvorby kalusu. V štúdiách na zvieratách sa náhodná mutagenéza používa zriedkavo, hoci sa na vyvolanie mutácií prostredníctvom náhodnej mutagenézy použili alkylačné činidlá.
Pri vystavení organizmov mutagénom je potrebné dávať pozor na dávku mutagénu a dobu expozície mutagénom. Nadmerné dávky a expozičné doby môžu poškodiť samotný organizmus. Preto by sa náhodná mutagenéza mala vykonávať za kontrolovaných podmienok.
Čo je to site-directed mutagenesis?
Miestne riadená mutagenéza je špecifickejší proces indukcie mutácií, kde sa na vytvorenie bodových mutácií použili analógy báz. Tieto analógy báz sú schopné indukovať prechody adenín-tymín na guanín-cytozín. Týmto spôsobom sa indukuje mutácia a je známa ako miestne riadená mutagenéza, a preto má vysokú špecifickosť.
Obrázok 01: Site Directed Mutagenesis
V technikách ranej molekulárnej biológie sa miestne riadená mutagenéza s použitím analógov báz vykonávala s použitím aminopurínu pre prechody AT – GC a nitrózoguanidínu pre prechody GC na AT. So zavedením polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) a koncepciou primérov sa v súčasnosti miestne riadená mutagenéza indukuje prostredníctvom mutagénnych oligonukleotidov. Táto metóda umožňuje vloženie indelov a bodových mutácií do vybraného génu alebo organizmu. Po dokončení postupu mutagenézy sa mutanty vyberú pomocou špecifických reportérov alebo markerov.
Aké sú podobnosti medzi náhodnou mutagenézou a miestne riadenou mutagenézou?
- Techniky náhodnej mutagenézy aj cielenej mutagenézy sú umelé metódy na vyvolanie mutácie v konkrétnom organizme.
- Techniky náhodnej mutagenézy aj cielenej mutagenézy sa používajú na produkciu prospešných odrôd organizmov, ktoré majú vlastnosti, ako je tolerancia voči chorobám a v génovej terapii.
- Techniky náhodnej mutagenézy aj cielenej mutagenézy vyvolávajú mutácie v DNA a menia DNA.
- Typy náhodnej mutagenézy aj cielenej mutagenézy sú vyvolané najmä fyzikálnymi a chemickými činiteľmi.
Aký je rozdiel medzi náhodnou mutagenézou a miestne riadenou mutagenézou?
Náhodná mutagenéza vs mutagenéza riadená webom |
|
| Náhodná mutagenéza je proces náhodného zavedenia mutácií a následného výberu organizmov, ktoré sú zmutované, pomocou selekčnej metódy. Proces je úplne náhodný. | Miestne riadená mutagenéza je proces, pri ktorom sa mutácie zavádzajú miestne špecifickým spôsobom do špecifických miest v DNA alebo do špecifických nukleotidov. |
Súhrn – náhodná mutagenéza vs mutagenéza zameraná na lokalitu
Mutácie sú zmeny v sekvencii DNA organizmu. Sú spôsobené neznámou expozíciou mutagénov. Pri mutagenéze sú odrody mikroorganizmov, rastlín a živočíšnych bunkových kultúr vystavené mutagénom a mutantná odroda sa vyberie po dokončení prenosu génov. V závislosti od spôsobu, akým je mutácia vyvolaná, môžu to byť buď náhodné mutácie alebo miestne cielené mutácie. Náhodná mutagenéza je proces náhodného zavádzania mutácií, zatiaľ čo miestne riadená mutagenéza je proces, pri ktorom sa mutácie zavádzajú miestne špecifickým spôsobom do špecifických miest v DNA alebo do špecifických nukleotidov. Toto je rozdiel medzi náhodnou mutagenézou a miestnou mutagenézou.
