Різниця між генною інженерією та рекомбінантною технологією ДНК

Ключова різниця - генна інженерія та рекомбінантна технологія ДНК
 

Генетичні матеріали організмів можуть бути змінені за допомогою методів генної інженерії або технології рекомбінантної ДНК. Рекомбінантна технологія ДНК - це процес, що використовується для створення рекомбінантної молекули ДНК, яка містить цікавить ДНК та векторну ДНК, тоді як генна інженерія - це широкий термін, що використовується для опису процесів, що беруть участь в маніпулюванні генетичною структурою організму. Це ключова відмінність між генною інженерією та технологією рекомбінантної ДНК.

ЗМІСТ
1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке генетична інженерія
3. Що таке рекомбінантна технологія ДНК
4. Поплечне порівняння - генетична інженерія та рекомбінантна технологія ДНК
5. Підсумок

Що таке генетична інженерія?

Генетична інженерія - це широкий термін, що використовується для позначення набору методів, що беруть участь в маніпулюванні генетичним складом організму. Генетична інженерія робиться під в пробірці умови (поза живим організмом, у контрольованому середовищі).

Гени кодуються для білків та інших попередників білка, які мають важливе значення для росту та розвитку. Коли вчені хочуть вивчити розташування генів, експресію, регуляцію генів тощо, вони вводять цей конкретний ген до бактерії-хазяїна, яка здатна реплікацію вставленого гена та створення декількох копій потрібного гена за допомогою технології рекомбінантної ДНК. Він передбачає вирізання конкретних фрагментів ДНК, введення їх в інший організм і експресію в трансформованому організмі. Генетичний склад організму змінюється при введенні чужорідної ДНК. Тому його називають генетичною інженерією (генетична маніпуляція з використанням передових методик). При маніпулюванні генетичним складом організму змінюються характеристики організму. Характеристики можна покращити або змінити, щоб призвести до бажаних змін організмів.

У генній інженерії є кілька основних кроків. Це - розщеплення та очищення ДНК, виробництво рекомбінантної ДНК (рекомбінантний вектор), перетворення рекомбінантної ДНК в організм-хазяїн, розмноження господаря (клонування) та скринінг на трансформовані клітини (правильні фенотипи).

Генетична інженерія застосовна для широкого кола організмів, включаючи рослини, тварини та мікроорганізми. Наприклад, трансгенні рослини можна отримати шляхом введення таких корисних характеристик, як стійкість до гербіцидів, посухостійкість, висока харчова цінність, швидкозростаюча, стійкість до комах, толерантність до занурення тощо, використовуючи генетичну інженерію рослин. Слово трансгенний відноситься до генетично модифікованих організмів. Виробництво трансгенних культур з поліпшеними характеристиками тепер є можливим завдяки генній інженерії. Трансгенні тварини також можуть бути вироблені для отримання фармацевтичних препаратів людини, як показано на малюнку 01.

Рисунок_1: генетично інженерні тварини

Генетична інженерія має широке застосування в галузі біотехнології, в галузі медицини, досліджень, сільського господарства та промисловості. У медицині генна інженерія бере участь у генній терапії та виробництві гормонів росту людини, інсуліну, різних препаратів, синтетичних вакцин, альбумінів людини, моноклональних антитіл тощо. У сільському господарстві генетично модифіковані культури, такі як соя, кукурудза, бавовна та інші культури з певні цінні характеристики зроблені за допомогою генної інженерії. У промисловості генетична інженерія широко застосовується для отримання рекомбінантних мікроорганізмів, здатних виробляти економічно корисні продукти, особливо білки та ферменти. Контроль за забрудненням навколишнього середовища (біоремедіація), відновлення металів (біомінінг), виробництво синтетичних полімерів тощо також можливі в галузях, що використовують генетично інженерні мікроорганізми. У дослідженнях генна інженерія використовується для створення тваринних моделей певних хвороб людини. Генетично модифіковані миші - це найпопулярніша модель тварин, яка використовується дослідниками для вивчення та пошуку терапії раку, ожиріння, серцевих захворювань, діабету, артриту, наркоманії, тривожності, старіння, хвороби Паркінсона тощо.

Що таке рекомбінантна технологія ДНК?

Рекомбінантна технологія ДНК - це технологія, яка бере участь у підготовці рекомбінантної молекули ДНК, яка містить ДНК двох різних видів (векторної та чужорідної ДНК) та клонування. Це здійснюється ферментами рестрикції та ферментом ДНК-лігази. Рестрикційні ендонуклеази - це різаючі ДНК ферменти, які допомагають відокремити зацікавлені фрагменти ДНК від організму та відкрити вектори, переважно плазміди. ДНК-лігаза - це фермент, який полегшує з'єднання відокремленого фрагмента ДНК з відкритим вектором для створення рекомбінантної ДНК. Створення рекомбінантної ДНК (вектора, що складається з чужорідної ДНК) головним чином залежить від використовуваного вектора. Вибраний вектор повинен бути здатний самовідтворюватися з будь-яким сегментом ДНК, ковалентно приєднаним до нього, у відповідній клітині-хазяїні. Він також повинен містити відповідні місця клонування та вибрані маркери для скринінгу. У технології рекомбінантних ДНК зазвичай використовуються вектори - плазміди бактерій та бактеріофагів (віруси, що заражають бактерії).

Фігура_02: Синтез рекомбінантної ДНК

Рекомбінантна ДНК виробляється з метою виготовлення нових білків, вивчення генологічних структур і функцій, маніпулювання властивостями білка, збирання великої кількості білків і т. Д. Тому синтезована рекомбінантна ДНК повинна реплікуватися і експресуватися всередині господаря. Отже, рекомбінантна технологія ДНК включає весь процес, який відбувається в генній інженерії, починаючи від етапу виділення конкретної ДНК до скринінгу трансформованих клітин, що складається з введеної ознаки. Тому технологію рекомбінантної ДНК та генну інженерію можна розглядати як два взаємопов'язані процеси з однією основною метою з подібними етапами: виділення цікавої вставки ДНК, виділення відповідного вектора, введення ДНК-вставки (чужорідної ДНК) у вектор для формування рекомбінантної молекули ДНК , введення рекомбінантної молекули ДНК у відповідний господар і селекція трансформованих клітин-господарів.

Чим відрізняється генна інженерія від рекомбінантної технології ДНК?

Генетична інженерія проти рекомбінантної технології ДНК
Генетична інженерія - це широкий термін, який відноситься до процесу, який використовується для маніпулювання генетичною структурою організму.	Рекомбінантна технологія ДНК - це техніка, що використовується для створення рекомбінантної молекули ДНК, що містить ДНК двох різних видів.
Синтез рекомбінантної ДНК
Випускається рекомбінантна ДНК	Утворюється рекомбінантна молекула ДНК.

Підсумок - Генетична інженерія та рекомбінантна технологія ДНК

Генетична інженерія - це область молекулярної біології, яка займається маніпулюванням генетичним матеріалом (ДНК) організму для цінних характеристик. Технологія рекомбінантних ДНК - це методи, що використовуються для отримання рекомбінантної ДНК. Під час обох процесів відбувається маніпулювання генетичним матеріалом організму. Хоча існує різниця між генною інженерією та рекомбінантною технологією ДНК, вони взаємопов'язані, і генна інженерія була б неможливою без використання рекомбінантної технології ДНК.

Довідка:
1. Ключ, Сьюзі, Джуліан K-C Ma та Паскаль MW Drake. "Генетично модифіковані рослини та здоров'я людини". Журнал Королівського товариства медицини. Королівське медичне товариство, 01 червня 2008 року. Веб. 21 лютого 2017 року
2. "Рекомбінантна ДНК". OMICS International. Видавнича група OMICS, н.д. Веб. 22 лютого 2017 року.

Надано зображення:
1. "Рекомбінантна ДНК" Тінастелла - Власна робота (Public Domain) через Вікісховище Commons
2. "Генетично інженерні тварини" американського управління харчовими продуктами та лікарськими препаратами через Flickr