Kľúčový rozdiel – voliteľný marker vs reportérsky gén
Technika genetického inžinierstva sa používa na prenos dôležitých génov z organizmu do iného organizmu. Vloženie cudzieho génu do genómu iného organizmu a jeho expresia v hostiteľskej bunke sú najťažšie kroky pri prenose génov. Na detekciu úspechu transformačného procesu sa v rekombinantnej molekule používa selektovateľný marker a reportérový gén. Selekčný marker je sekvencia DNA alebo gén, ktorý exprimuje a selektuje transformované bunky z netransformovaných buniek. Reportérový gén je ďalší gén, ktorý sa používa na rozlíšenie transformovaných buniek a na kvantifikáciu alebo detekciu toho, ako vložený gén funguje v hostiteľovi. Kľúčový rozdiel medzi selektovateľným markerom a reportérovým génom je v tom, že selektovateľný marker sa používa na skríning netransformovaných buniek a na signalizáciu transformovaných buniek, zatiaľ čo reportérový gén sa používa na kvantifikáciu úrovne génovej expresie v hostiteľovi.
Čo je to voliteľná značka?
V genetickom inžinierstve je požadovaný gén vložený do vhodného vektora a transformovaný do hostiteľských organizmov. Transformácia je však úspešná iba v kompetentných hostiteľských bunkách a existuje možnosť hostiteľských buniek odmietnuť príjem cudzej DNA. Preto je dôležitá diferenciácia transformovaných a netransformovaných buniek, aby sa pokračovalo v ďalšom experimentovaní. Preto výskumníci začlenili selektovateľný markerový gén do vektora na ľahkú selekciu transformovaných buniek z netransformovaných buniek. Selekčný marker je sekvencia DNA, najmä gén užitočný na identifikáciu transformovaných buniek. Tento markerový gén vykazuje vlastnosť, ktorá vyhovuje umelému výberu transformovaných buniek z netransformovaných buniek na médiu.
Najbežnejšie selekčné markery používané v molekulárnej biológii sú gény rezistentné na antibiotiká. Gén antibiotickej rezistencie je vložený do vektora a transformovaný do hostiteľských buniek, najmä do hostiteľskej baktérie. Toto konkrétne antibiotikum je začlenené do rastového média baktérie. Vďaka prítomnosti selektívneho markera môžu za selektívnych podmienok prežiť len bunky, ktoré obsahujú vhodný selektovateľný marker. Netransformované bunky nie sú schopné rásť v médiu obsahujúcom antibiotikum. Preto vďaka selektovateľnému markeru, ktorý je odolný voči antibiotikám, sú transformované bunky ľahko identifikovateľné.
Gény, ktoré prepožičiavajú vlastnosti antimetabolitom, herbicídom sa používajú ako selektívne markery v klonovacích vektoroch v genetickom inžinierstve rastlín. Táto kotransformácia selektívnych markerov na geneticky modifikované organizmy má však negatívne účinky na životné prostredie a človeka. Uvoľňovanie baktérií rezistentných na antibiotiká môže zvýšiť odolnosť ľudských patogénov voči antibiotikám. Môže kontaminovať produkt alebo biomasu antibiotikami a môže stratiť selektívny tlak v dôsledku degradácie a inaktivácie antibiotík.
Obrázok 01: Plazmidový vektor na prenos génov s voliteľným markerom
Čo je to reportérsky gén?
Reportérske gény sú gény, ktoré umožňujú detekciu alebo meranie expresie vloženého génu. Tieto reportérové gény môžu byť pripojené k regulačným sekvenciám požadovaného génu, aby signalizovali miesto alebo hladiny expresie. Preto sa počas expresie génov pod rovnakým promótorom prepisujú do jedinej sekvencie mRNA a potom sa prekladajú do proteínu, ktorý môže indikovať úroveň génovej expresie.
Reportérske gény sú rôznych typov a obsahujú vizuálne identifikovateľné vlastnosti, ktoré sa zvyčajne podieľajú na fluorescenčných a luminiscenčných proteínoch. Gény, ktoré kódujú fluorescenčný proteín a enzýmy, premieňajú neviditeľné substráty na luminiscenčné alebo farebné produkty signalizáciou úspešnej génovej expresie a poskytujú príležitosť na kvantifikáciu génovej expresie.
Obrázok 02: Reporter Gene Expression
Aký je rozdiel medzi voliteľným markerom a reportérovým génom?
Vyberateľný marker vs reportérsky gén |
|
| Výberový marker je druh sekvencie DNA, ktorá pomáha rozlíšiť transformované bunky od buniek netransformovaných. | Reportérový gén je gén, ktorý pomáha kvantifikovať expresiu požadovaného génu vloženého do hostiteľskej bunky. |
| Povaha vyrobených jednotiek | |
| Gény sú kódované vlastnosťami, ktoré pomáhajú pri umelom výbere na pestovateľských médiách. | Gény sú kódované s vizuálne identifikovateľnými vlastnosťami. |
| Použitie | |
| Gény rezistencie na antibiotiká, gény antimetabolitov, gény rezistencie na herbicídy atď. sú príkladmi voliteľných markerov. | Príkladmi sú gény kódujúce zelený fluorescenčný proteín, β-glukuronidázu, chloramfenikol acetyltransferázu, červený fluorescenčný proteín atď. |
Súhrn – voliteľný marker vs reportérsky gén
Selektovateľné markery umožňujú transformovaným bunkám rásť v selektívnych médiách dávkovaných konkrétnym antibiotikom alebo herbicídom. Používajú sa na skorú selekciu transformovaných buniek. Reportérové gény sa používajú na kvantifikáciu úrovne expresie vloženého požadovaného génu. Umožňujú tiež diferenciáciu transformovaných a netransformovaných buniek. Toto je rozdiel medzi selektovateľným markerom a reportérovým génom. Selekčný marker aj reportérový gén sa považujú za dôležité markery v genetickom inžinierstve.
