Kľúčový rozdiel – genetické inžinierstvo vs. technológia rekombinantnej DNA
Genetické materiály organizmov môžu byť zmenené pomocou techník genetického inžinierstva alebo technológie rekombinantnej DNA. Technológia rekombinantnej DNA je proces používaný na vytvorenie rekombinantnej molekuly DNA, ktorá nesie požadovanú DNA a vektorovú DNA, zatiaľ čo genetické inžinierstvo je široký pojem používaný na opis procesov zapojených do manipulácie s genetickou štruktúrou organizmu. Toto je kľúčový rozdiel medzi genetickým inžinierstvom a technológiou rekombinantnej DNA.
Čo je genetické inžinierstvo?
Genetické inžinierstvo je široký pojem, ktorý sa používa na označenie súboru techník zapojených do manipulácie s genetickou výbavou organizmu. Genetické inžinierstvo sa vykonáva v podmienkach in vitro (mimo živého organizmu, v kontrolovanom prostredí).
Gény sú kódované pre proteíny a iné proteínové prekurzory, ktoré sú nevyhnutné pre rast a vývoj. Keď chcú vedci študovať usporiadanie génov, expresiu, reguláciu génov atď., vnesú tento konkrétny gén do hostiteľskej baktérie, ktorá je schopná replikovať vložený gén a vytvárať viaceré kópie požadovaného génu pomocou technológie rekombinantnej DNA. Zahŕňa rezanie špecifických fragmentov DNA, ich zavedenie do iného organizmu a ich expresiu v transformovanom organizme. Vnesením cudzej DNA sa mení genetické zloženie organizmu. Preto sa nazýva genetické inžinierstvo (genetická manipulácia pomocou pokročilých techník). Pri manipulácii s genetickou výbavou organizmu sa menia vlastnosti organizmu. Charakteristiky môžu byť vylepšené alebo upravené tak, aby viedli k požadovaným zmenám organizmov.
Genetické inžinierstvo zahŕňa niekoľko hlavných krokov. Sú to konkrétne štiepenie a purifikácia DNA, produkcia rekombinantnej DNA (rekombinantný vektor), transformácia rekombinantnej DNA do hostiteľského organizmu, množenie hostiteľa (klonovanie) a skríning transformovaných buniek (správne fenotypy).
Genetické inžinierstvo je použiteľné pre širokú škálu organizmov vrátane rastlín, zvierat a mikroorganizmov. Napríklad transgénne rastliny môžu byť produkované zavedením užitočných vlastností, ako je odolnosť voči herbicídom, tolerancia voči suchu, vysoká nutričná hodnota, rýchly rast, odolnosť voči hmyzu, odolnosť voči ponoreniu atď., s použitím rastlinného genetického inžinierstva. Slovo transgénne sa vzťahuje na geneticky modifikované organizmy. Produkcia transgénnych plodín so zlepšenými vlastnosťami je teraz možná vďaka genetickému inžinierstvu. Transgénne zvieratá sa môžu vyrábať aj na výrobu humánnych liečiv, ako je znázornené na obrázku 01.
Obrázok_1: Geneticky upravené zvieratá
Genetické inžinierstvo má široké uplatnenie v biotechnológiách v oblastiach medicíny, výskumu, poľnohospodárstva a priemyslu. V medicíne genetické inžinierstvo zahŕňa génovú terapiu a produkciu ľudských rastových hormónov, inzulínu, rôznych liekov, syntetických vakcín, ľudských albumínov, monoklonálnych protilátok atď. V poľnohospodárstve sa geneticky modifikované plodiny ako sója, kukurica, bavlna a iné plodiny niektoré cenné vlastnosti sa získavajú pomocou genetického inžinierstva. V priemysle sa genetické inžinierstvo široko používa na výrobu rekombinantných mikroorganizmov, ktoré sú schopné produkovať ekonomicky užitočné produkty, najmä proteíny a enzýmy. Kontrola znečistenia životného prostredia (bioremediácia), zhodnocovanie kovov (bioťažba), výroba syntetických polymérov atď.sú tiež uskutočniteľné v odvetviach využívajúcich geneticky upravené mikroorganizmy. Vo výskume sa genetické inžinierstvo používa na vytváranie zvieracích modelov určitých ľudských chorôb. Geneticky modifikované myši sú najobľúbenejším zvieracím modelom, ktorý výskumníci používajú na štúdium a hľadanie terapií rakoviny, obezity, srdcových chorôb, cukrovky, artritídy, zneužívania návykových látok, úzkosti, starnutia, Parkinsonovej choroby atď.
Čo je technológia rekombinantnej DNA?
Rekombinantná DNA technológia je technológia, ktorá sa podieľa na príprave rekombinantnej molekuly DNA, ktorá nesie DNA dvoch rôznych druhov (vektorovej a cudzej DNA) a klonovaní. To sa dosahuje pomocou reštrikčných enzýmov a enzýmu DNA ligázy. Reštrikčné endonukleázy sú enzýmy štiepiace DNA, ktoré pomáhajú pri separácii zainteresovaných fragmentov DNA z organizmu a otváraní vektorov, najmä plazmidov. DNA ligáza je enzým, ktorý uľahčuje spojenie oddeleného fragmentu DNA s otvoreným vektorom za vzniku rekombinantnej DNA. Vytvorenie rekombinantnej DNA (vektor pozostávajúci z cudzej DNA) závisí hlavne od použitého vektora. Vybraný vektor by mal byť schopný samoreplikácie s akýmkoľvek segmentom DNA, ktorý je k nemu kovalentne pripojený, vo vhodnej hostiteľskej bunke. Mal by tiež obsahovať vhodné klonovacie miesta a voliteľné markery na skríning. V technológii rekombinantnej DNA sú bežne používanými vektormi plazmidy baktérií a bakteriofágov (vírusy infikujúce baktérie).
Obrázok_02: Syntéza rekombinantnej DNA
Rekombinantná DNA je produkovaná za účelom tvorby nových proteínov, štúdia génových štruktúr a funkcií, manipulácie s vlastnosťami proteínov, zberu veľkého množstva proteínov atď. Syntetizovaná rekombinantná DNA sa preto musí replikovať a exprimovať v hostiteľovi. Technológia rekombinantnej DNA teda zahŕňa celý proces, ktorý sa deje v genetickom inžinierstve, počnúc krokom izolácie špecifickej DNA až po skríning transformovaných buniek pozostávajúcich zo zavedeného znaku. Technológiu rekombinantnej DNA a genetické inžinierstvo možno teda považovať za dva vzájomne súvisiace procesy s jedným hlavným cieľom s podobnými krokmi: izolácia zaujímavého DNA inzertu, výber vhodného vektora, zavedenie inzertu DNA (cudzej DNA) do vektora za vzniku rekombinantnej molekuly DNA., zavedenie rekombinantnej molekuly DNA do vhodného hostiteľa a selekcia transformovaných hostiteľských buniek.
Aký je rozdiel medzi genetickým inžinierstvom a technológiou rekombinantnej DNA?
Genetické inžinierstvo vs rekombinantná DNA technológia |
|
| Genetické inžinierstvo je široký pojem, ktorý označuje proces, ktorý sa používa na manipuláciu s genetickou štruktúrou organizmu. | Technológia rekombinantnej DNA je technika používaná na vytvorenie rekombinantnej molekuly DNA nesúcej DNA dvoch rôznych druhov. |
| Syntéza rekombinantnej DNA | |
| Vyrába sa rekombinantná DNA | Vyrába sa molekula rekombinantnej DNA. |
Zhrnutie – Genetické inžinierstvo vs. Technológia rekombinantnej DNA
Genetické inžinierstvo je oblasť molekulárnej biológie, ktorá sa zaoberá manipuláciou genetického materiálu (DNA) organizmu kvôli hodnotným vlastnostiam. Technológia rekombinantnej DNA je technika používaná na výrobu rekombinantnej DNA. Počas oboch procesov dochádza k manipulácii s genetickým materiálom organizmu. Hoci existuje rozdiel medzi genetickým inžinierstvom a technológiou rekombinantnej DNA, sú vzájomne prepojené a genetické inžinierstvo by nebolo možné bez použitia technológie rekombinantnej DNA.
