Ključna razlika – genetski inženjering u odnosu na tehnologiju rekombinantne DNK
Genetski materijali organizama mogu se mijenjati pomoću tehnika genetskog inženjeringa ili tehnologije rekombinantne DNA. Tehnologija rekombinantne DNK je proces koji se koristi za stvaranje molekule rekombinantne DNK koja nosi DNK od interesa i vektorsku DNK, dok je genetski inženjering širok pojam koji se koristi za opisivanje procesa uključenih u manipulaciju genetskom strukturom organizma. Ovo je ključna razlika između genetskog inženjeringa i tehnologije rekombinantne DNK.
Što je genetski inženjering?
Genetski inženjering je širok pojam koji se koristi za označavanje skupa tehnika uključenih u manipulaciju genetskom strukturom organizma. Genetski inženjering se radi u in vitro uvjetima (izvan živog organizma, u kontroliranom okruženju).
Geni su kodirani za proteine i druge prekursore proteina koji su bitni za rast i razvoj. Kada znanstvenici žele proučavati raspored gena, ekspresiju, regulaciju gena itd., oni uvode taj određeni gen u bakteriju domaćina koja je sposobna replicirati umetnuti gen i napraviti višestruke kopije željenog gena pomoću tehnologije rekombinantne DNA. Uključuje rezanje specifičnih fragmenata DNK, njihovo uvođenje u drugi organizam i njihovu ekspresiju u transformiranom organizmu. Genetski sastav organizma se mijenja kada se unese strana DNK. Stoga se zove genetski inženjering (genetska manipulacija korištenjem naprednih tehnika). Kada se manipulira genetskom strukturom organizma, mijenjaju se karakteristike organizma. Karakteristike se mogu poboljšati ili modificirati kako bi rezultirale željenim promjenama organizama.
Postoji nekoliko glavnih koraka uključenih u genetski inženjering. To su, naime, cijepanje i pročišćavanje DNK, proizvodnja rekombinantne DNK (rekombinantni vektor), transformacija rekombinantne DNK u organizam domaćina, umnožavanje domaćina (kloniranje) i pretraživanje transformiranih stanica (ispravni fenotipovi).
Genetski inženjering primjenjiv je na širok raspon organizama uključujući biljke, životinje i mikroorganizme. Kao primjer, transgene biljke mogu se proizvesti uvođenjem korisnih karakteristika kao što su otpornost na herbicide, otpornost na sušu, visoka nutritivna vrijednost, brzi rast, otpornost na insekte, otpornost na potapanje itd., korištenjem biljnog genetskog inženjeringa. Riječ transgeni odnosi se na genetski modificirane organizme. Proizvodnja transgenih usjeva s poboljšanim karakteristikama sada je izvediva zahvaljujući genetičkom inženjeringu. Transgene životinje također se mogu proizvesti za proizvodnju lijekova za ljude kao što je prikazano na slici 01.
Slika_1: Genetski modificirane životinje
Genetski inženjering ima široku primjenu u biotehnologiji, u područjima medicine, istraživanja, poljoprivrede i industrije. U medicini se genetički inženjering bavi genskom terapijom i proizvodnjom ljudskih hormona rasta, inzulina, različitih lijekova, sintetskih cjepiva, humanih albumina, monoklonskih antitijela itd. U poljoprivredi, genetski modificirani usjevi kao što su soja, kukuruz, pamuk i drugi usjevi s određene vrijedne karakteristike dobivene su pomoću genetskog inženjeringa. U industriji se genetski inženjering naširoko primjenjuje za izradu rekombinantnih mikroorganizama koji su sposobni proizvoditi ekonomski korisne proizvode, posebice proteine i enzime. Kontrola onečišćenja okoliša (bioremedijacija), obnavljanje metala (biomining), proizvodnja sintetičkih polimera itd.također su izvedivi u industrijama koje koriste genetski modificirane mikroorganizme. U istraživanju se genetski inženjering koristi za stvaranje životinjskih modela određenih ljudskih bolesti. Genetski modificirani miševi najpopularniji su životinjski model koji istraživači koriste za proučavanje i pronalaženje terapija za rak, pretilost, srčane bolesti, dijabetes, artritis, zlouporabu tvari, tjeskobu, starenje, Parkinsonovu bolest itd.
Što je tehnologija rekombinantne DNK?
Tehnologija rekombinantne DNK je tehnologija uključena u pripremu rekombinantne molekule DNK koja nosi DNK dviju različitih vrsta (vektorsku i stranu DNK) i kloniranje. To se postiže restrikcijskim enzimima i enzimom DNA ligazom. Restrikcijske endonukleaze su enzimi za rezanje DNA koji pomažu u odvajanju zainteresiranih fragmenata DNA iz organizma i otvaranju vektora, uglavnom plazmida. DNA ligaza je enzim koji olakšava spajanje odvojenog fragmenta DNA s otvorenim vektorom kako bi se stvorila rekombinantna DNA. Stvaranje rekombinantne DNA (vektora koji se sastoji od strane DNA) uglavnom ovisi o vektoru koji se koristi. Odabrani vektor trebao bi biti sposoban samoreplicirati se s bilo kojim segmentom DNA koji je kovalentno vezan na njega, u prikladnoj stanici domaćinu. Također bi trebao sadržavati prikladna mjesta za kloniranje i odabrane markere za probir. U tehnologiji rekombinantne DNA, vektori koji se često koriste su plazmidi bakterija i bakteriofaga (virusi koji inficiraju bakterije).
Slika_02: Sinteza rekombinantne DNA
Rekombinantna DNA proizvodi se u svrhu stvaranja novih proteina, proučavanja strukture i funkcija gena, manipuliranja svojstvima proteina, sakupljanja velikih količina proteina, itd. Stoga se sintetizirana rekombinantna DNA mora replicirati i eksprimirati unutar domaćina. Dakle, tehnologija rekombinantne DNA uključuje cijeli proces koji se događa u genetskom inženjeringu, počevši od koraka izolacije specifične DNA do pregleda transformiranih stanica koje se sastoje od uvedenog svojstva. Stoga se tehnologija rekombinantne DNA i genetski inženjering mogu smatrati dvama međusobno povezanim procesima s jednim glavnim ciljem sa sličnim koracima: izolacija zanimljivog DNA umetka, odabir prikladnog vektora, uvođenje DNA umetka (strane DNA) u vektor kako bi se formirala rekombinantna DNA molekula, uvođenje rekombinantne molekule DNA u odgovarajućeg domaćina i odabir transformiranih stanica domaćina.
Koja je razlika između genetskog inženjeringa i tehnologije rekombinantne DNA?
Genetski inženjering protiv tehnologije rekombinantne DNK |
|
| Genetski inženjering je širok pojam koji se odnosi na proces koji se koristi za manipuliranje genetskom strukturom organizma. | Tehnologija rekombinantne DNK je tehnika koja se koristi za stvaranje rekombinantne molekule DNK koja nosi DNK dviju različitih vrsta. |
| Sinteza rekombinantne DNA | |
| Proizvedena je rekombinantna DNK | Proizvedena je rekombinantna molekula DNA. |
Sažetak – Genetski inženjering nasuprot tehnologiji rekombinantne DNA
Genetski inženjering je područje molekularne biologije koje se bavi manipulacijom genetskog materijala (DNK) organizma radi vrijednih karakteristika. Tehnologija rekombinantne DNK je tehnika koja se koristi za izradu rekombinantne DNK. Tijekom oba procesa događa se manipulacija genetskim materijalom organizma. Iako postoji razlika između genetskog inženjeringa i tehnologije rekombinantne DNA, one su međusobno povezane, a genetski inženjering bi bio nemoguć bez korištenja tehnologije rekombinantne DNA.
