Ključna razlika – marker koji se može odabrati nasuprot genu reportera
Tehnika genetskog inženjeringa koristi se za prijenos važnih gena iz organizma u drugi organizam. Umetanje stranog gena u genom drugog organizma i njegova ekspresija unutar stanice domaćina najteži su koraci u prijenosu gena. Kako bi se otkrio uspjeh procesa transformacije, u rekombinantnoj molekuli koriste se selektivni marker i reporterski gen. Selektivni marker je DNA sekvenca ili gen koji eksprimira i odabire transformirane stanice od netransformiranih stanica. Reporterski gen je još jedan gen koji se koristi za razlikovanje transformiranih stanica i za kvantificiranje ili otkrivanje kako umetnuti gen funkcionira unutar domaćina. Ključna razlika između markera koji se može odabrati i reporterskog gena je u tome što se marker koji se može odabrati koristi za izdvajanje netransformiranih stanica i za signaliziranje transformiranih stanica, dok se reporterski gen koristi za kvantificiranje razine ekspresije gena unutar domaćina.
Što je marker koji se može odabrati?
U genetičkom inženjeringu, gen od interesa umeće se u odgovarajući vektor i transformira u organizme domaćina. Međutim, transformacija je uspješna samo u kompetentnim stanicama domaćina, a postoji mogućnost da stanice domaćina odbiju unos strane DNA. Stoga je diferencijacija transformiranih i netransformiranih stanica važna za nastavak daljnjeg eksperimentiranja. Stoga istraživači ugrađuju selektivni markerski gen u vektor za laku selekciju transformiranih stanica iz netransformiranih stanica. Odabirljivi marker je DNA sekvenca, posebno gen koristan u identifikaciji transformiranih stanica. Ovaj markerski gen pokazuje svojstvo koje odgovara umjetnoj selekciji transformiranih stanica iz netransformiranih stanica na mediju.
Najčešći selektivni markeri koji se koriste u molekularnoj biologiji su geni otporni na antibiotike. Gen otpornosti na antibiotike umeće se u vektor i transformira u stanice domaćina, posebno u bakteriju domaćina. Taj određeni antibiotik ugrađen je u medij za uzgoj bakterije. Zbog prisutnosti selektivnog markera, u selektivnim uvjetima mogu preživjeti samo stanice koje sadrže odgovarajući selektivni marker. Netransformirane stanice ne mogu rasti u mediju koji sadrži antibiotik. Stoga se transformirane stanice lako identificiraju zahvaljujući markeru koji se može odabrati i koji je otporan na antibiotike.
Geni koji daju svojstva za antimetabolite, herbicide koriste se kao selektivni markeri u vektorima za kloniranje u biljnom genetičkom inženjeringu. Međutim, ova kotransformacija selektivnih markera u genetski modificirane organizme ima negativne učinke na okoliš i čovjeka. Otpuštanje bakterija otpornih na antibiotike može povećati otpornost ljudskih patogena na antibiotike. Može kontaminirati proizvod ili biomasu antibioticima i može izgubiti selektivni pritisak kao rezultat razgradnje i inaktivacije antibiotika.
Slika 01: Plazmidni vektor za prijenos gena s izbornim markerom
Što je reporterski gen?
Reporter geni su geni koji omogućuju detekciju ili mjerenje ekspresije umetnutog gena. Ovi reporterski geni mogu se pričvrstiti na regulacijske sekvence gena od interesa kako bi signalizirali lokaciju ili razine ekspresije. Stoga, tijekom ekspresije gena pod istim promotorom, oni se transkribiraju u jednu mRNA sekvencu i potom prevode u protein koji može ukazivati na razinu ekspresije gena.
Reporter geni su različitih tipova i sadrže vizualno prepoznatljive karakteristike koje su obično uključene u fluorescentne i luminiscentne proteine. Geni koji kodiraju fluorescentne proteine i enzime, pretvaraju nevidljive supstrate u luminiscentne ili obojene proizvode signalizirajući uspješnu ekspresiju gena i dajući priliku za kvantifikaciju ekspresije gena.
Slika 02: Ekspresija reporterskog gena
Koja je razlika između odabranog markera i reporterskog gena?
Odabirljivi marker naspram reporterskog gena |
|
| Odabirljivi marker je vrsta DNK sekvence koja pomaže razlikovati transformirane stanice od netransformiranih stanica. | Reporter gen je gen koji pomaže kvantificirati ekspresiju željenog gena umetnutog u stanicu domaćina. |
| Priroda proizvedenih jedinica | |
| Geni su kodirani sa karakteristikama koje pomažu u umjetnoj selekciji na hrani za uzgoj. | Geni su kodirani s vizualno prepoznatljivim karakteristikama. |
| Upotreba | |
| Geni otpornosti na antibiotike, geni antimetabolita, geni otpornosti na herbicide, itd. primjeri su markera koji se mogu odabrati. | Primjeri su geni kodirani za zeleni fluorescentni protein, β-glukuronidazu, kloramfenikol acetiltransferazu, crveni fluorescentni protein itd. |
Sažetak – marker koji se može odabrati u odnosu na reporterski gen
Odabirljivi markeri omogućuju transformiranim stanicama rast u selektivnim medijima doziranim određenim antibiotikom ili herbicidom. Koriste se za ranu selekciju transformiranih stanica. Reporterski geni koriste se za kvantificiranje razine ekspresije željenog umetnutog gena. Također omogućuju diferencijaciju transformiranih i netransformiranih stanica. Ovo je razlika između selektabilnog markera i reporterskog gena. I selektivni marker i reporterski gen smatraju se važnim markerima u genetičkom inženjeringu.
