3 typy sestřihu DNA: Podrobná fakta

by

V genetických a biotechnologických laboratořích jsou běžně k vidění tři typy sestřihu DNA. Oni jsou:

Zde podrobně probereme výše uvedené typy sestřihu DNA.

REKOMBINANTNÍ DNA:

Rekombinantní DNA je proces genetické modifikace molekul DNA řezáním a vkládáním různých fragmentů, které produkovaly požadované vlastnosti. 

rDNA nebo rekombinantní DNA je proces, který využívá enzymy k řezání a vkládání požadovaných sekvencí DNA.

Rekombinované sekvence DNA pak mohou být umístěny do vektorů, které přenášejí DNA do vhodné hostitelské buňky pro replikaci nebo expresi.

Spojování genů z jednoho druhu a jejich přenos do buněk jiného tvora nebo druhu tak, že se DNA duplikuje a tvoří součást genetické výbavy organismu. Restrikční enzymy štěpí je a ligázy je spojují.

1024px Rekombinantní tvorba plazmidů.svg
Rekombinantní produkce DNA
Obrázek: Wikipedia

Aby vědci vytvořili rekombinantní DNA, musí nejprve izolovat DNA, kterou hodlají spojit. DNA lze získat z různých zdrojů, včetně bakterií, rostlin, zvířat, řas a hub. Vědci používají sofistikované laboratorní postupy k řezání částí DNA, které si přejí, a jejich vkládání dohromady, aby vytvořili rekombinantní DNA nebo rDNA. Vloží novou rDNA do hostitelské buňky, která ji absorbuje a duplikuje a zobrazí vlastnosti, pro které kóduje.

SPLICOVÁNÍ GENŮ:

Geny jsou segmenty DNA, které obsahují instrukce pro kódování proteinů. Genový sestřih je typ genetického inženýrství, který zahrnuje vložení určitých genů nebo genových sekvencí do genomu jiného tvora. Sestřih genů je proces, který probíhá během zpracování deoxyribonukleové kyseliny (DNA), aby se připravila na translaci na protein.

Jediný gen může kódovat řadu proteinů díky sestřihu genů, což je post-transkripční změna. U eukaryot se sestřih genu provádí rozdílným začleněním nebo odstraněním sekvencí pre-mRNA před translací mRNA. Sestřih genů je hlavním zdrojem proteinových variací. 

DNA-splicing-types
Genetická rekombinace
Obrázek: Wikipedia

Během normálního genového sestřihu může pre-mRNA z jednoho genu vést k několika zralým mRNA

molekul, z nichž každá může produkovat více funkčních proteinů. V důsledku toho gen sestřih umožňuje jedinému genu zvýšit jeho kódovací kapacitu, což umožňuje produkci fyzikálně a funkčně odlišných proteinových izoforem. Sestřih genů je vidět u velkého počtu genů. Je známo, že alternativní sestřih se vyskytuje zhruba u 40-60 % genů v lidských buňkách.

MIKROINJEKCE:

Mikroinjekce je metoda dodání genetického materiálu do jádra, která je velmi spolehlivá a reprodukovatelná. Metoda vstřikování genetických elementů do živé buňky pomocí skleněných mikropipet nebo kovových mikroinjekčních jehel je známá jako mikroinjekce. Skleněné mikropipety se dodávají v různých velikostech s průměrem hrotu od 0.1 do deseti milimetrů. DNA nebo RNA je přímo injikována do jádro buňky. 

Velká žabí vejce, savčí buňky, savčí embrya, rostliny a tkáně byly úspěšně mikroinjektovány. Mikrovstřikování bylo tradičně nákladné, časově náročné a pracné, ale díky novým technologiím je spolehlivější, opakovatelnější a ekonomičtější.

Co je sestřih DNA?

Sestřih DNA je proces kterým je sekvence DNA pozměněna odstraněním nebo přidáním části její sekvence.

Splicing je proces odstranění nežádoucích částí a opětovného spojení nezbytných fragmentů za účelem vytvoření kompletního řetězce biomolekul. Sestřih DNA je stav, kdy těmito změnami prochází sekvence DNA a nikoli transkriptovaná mRNA.

Sestřih DNA není něco, co se přirozeně vyskytuje. Spíše jde o laboratorní pokus o produkci genetických modifikací. Od revoluce rekombinantní DNA v 1970. letech XNUMX. století je spojování lidské DNA s nehumánním genetickým materiálem běžnou praxí.

800px Klonování genů.svg 1
Proces genového sestřihu a klonování
Obrázek: Wikipedia

Lidská DNA byla také upravena v živých zvířatech, buď pro základní studium, nebo v poslední době pro vytvoření obrovského množství proteinů pro lékařské účely.

V laboratoři se provádějí 3 typy sestřihu DNA. Patří mezi ně- Rekombinantní DNA, sestřih genů a mikroinjekce.

Sestřih DNA u prokaryot:

  • Proces spojování se přirozeně nevyskytuje prokaryotické buňky protože jejich RNA postrádá introny. 
  • Takže transkripce v prokaryotech produkuje zpracovanou mRNA. Jiný typ sestřihu lze vidět v extrachromozomálních resp plasmid DNA prokaryot, která je kruhová.
  • Projekt prokaryotický chromozom je tvořen DNA a obsahuje všechny informace potřebné pro normální fungování bakteriální buňky.
  • Kromě chromozomu, bakterie mohou přenášet plazmidy, což jsou drobné kroužky DNA, které obsahují geny.
  • Pokud je organismus v prostředí indukovaném antibiotiky, plazmidy se mohou spojovat a přidávat geny odolné vůči antibiotikům.
  • Gen není přítomen v prokaryotu přirozeně, ale je sestřihován do plazmidové DNA v době potřeby.
  • Vědci použili tuto metodu ke spojení více než jednoho genu rezistentního na antibiotika do stejného organismu a poté jej z organismu odstranili, aby jej naklonovali.
800px PBR322.svg
Plazmidová DNA sestříhaná tak, aby obsahovala geny rezistentní na antibiotika
Obrázek: Wikipedia

Také čtení: