Ключевая разница - случайный мутагенез и сайт-направленный мутагенез
Мутагенез – это процесс, при котором мутации преднамеренно вводятся в клетки или гены, что приводит к генетически модифицированным генам или организмам. Мутагенез в основном проводится для придания организмам полезных свойств. В настоящее время мутагенез также используется в генной терапии для изменения генов и в медицинских целях. Мутации могут быть введены двумя основными способами; Случайный мутагенез и сайт-направленный мутагенез. Случайный мутагенез – это процесс введения мутаций случайным образом. Затем выберите организмы, которые мутировали, используя метод отбора. Процесс совершенно случайный. Сайт-направленный мутагенез - это процесс, при котором мутации вводятся сайт-специфическим образом в определенные участки ДНК или в определенные нуклеотиды. Специфичность сайт-направленных мутаций очень высока. Ключевое различие между случайным и сайт-направленным мутагенезом заключается в способе введения мутации. Случайный мутагенез вводит мутации случайным образом, в то время как сайт-направленные мутации специально нацелены на выбранные участки генов.
Что такое случайный мутагенез?
Случайный мутагенез относится к процессу внесения мутаций в организм случайным образом и, следовательно, неспецифичен. Случайный мутагенез включает воздействие на организм мутагена в течение определенного периода времени и отбор мутантных разновидностей. Мутагены могут быть либо физическими мутагенами, такими как УФ-излучение, либо химическими мутагенами, такими как алкилирующие агенты. Этот метод лучше всего подходит для индукции мутаций в микроорганизмах, растениях и животных.
Процесс развития микробного штамма в производстве антибиотиков основан на случайном мутагенезе. Штаммы, продуцирующие антибиотики, подвергаются воздействию различных мутагенов, а затем проверяется чувствительность штамма к антибиотикам. Таким образом, можно вывести штаммы, у которых развилась резистентность по сравнению с исходным штаммом.
В культурах растительных тканей случайный мутагенез используется для включения различных признаков в растения. Растения подвергаются воздействию мутагенов на стадии каллусогенеза. В исследованиях на животных случайный мутагенез используется редко, хотя алкилирующие агенты использовались для индукции мутаций посредством случайного мутагенеза.
При воздействии мутагенов на организмы следует соблюдать осторожность в отношении дозы мутагена и периода воздействия мутагенов. Превышение доз и периодов воздействия может нанести вред самому организму. Следовательно, случайный мутагенез следует проводить в контролируемых условиях.
Что такое сайт-направленный мутагенез?
Сайт-направленный мутагенез представляет собой более специфический процесс индуцирования мутаций, при котором для создания точечных мутаций использовались аналоги оснований. Эти аналоги оснований способны индуцировать переходы аденин-тимин в гуанин-цитозин. Таким образом индуцируется мутация, известная как сайт-направленный мутагенез и, следовательно, обладающая высокой специфичностью.
Рисунок 01: Сайт-направленный мутагенез
В ранних методах молекулярной биологии сайт-направленный мутагенез с использованием аналогов оснований осуществлялся с использованием аминопурина для переходов AT-GC и нитрозогуанидина для переходов GC-AT. С введением полимеразной цепной реакции (ПЦР) и концепции праймеров в настоящее время сайт-направленный мутагенез индуцируется с помощью мутагенных олигонуклеотидов. Этот метод позволяет вставлять индели и точечные мутации в выбранный ген или организм. По завершении процедуры мутагенеза мутанты отбираются с использованием специфических репортеров или маркеров.
Каковы сходства между случайным мутагенезом и сайт-направленным мутагенезом?
- И метод случайного мутагенеза, и метод сайт-направленного мутагенеза являются искусственными методами индуцирования мутации в конкретном организме.
- И метод случайного мутагенеза, и метод направленного мутагенеза используются для получения полезных разновидностей организмов, обладающих такими характеристиками, как устойчивость к болезням, и в генной терапии.
- И метод случайного мутагенеза, и метод сайт-направленного мутагенеза вызывают мутации в ДНК и изменяют ДНК.
- Как случайный мутагенез, так и сайт-направленный мутагенез индуцируются в основном физическими и химическими агентами.
В чем разница между случайным мутагенезом и сайт-направленным мутагенезом?
Случайный мутагенез и сайт-направленный мутагенез |
|
| Случайный мутагенез – это процесс случайного введения мутаций и последующего отбора мутировавших организмов с использованием метода селекции. Процесс полностью случайный. | Сайт-направленный мутагенез - это процесс, при котором мутации вводятся сайт-специфическим образом в определенные участки ДНК или в определенные нуклеотиды. |
Резюме – случайный мутагенез и сайт-направленный мутагенез
Мутации – это изменения в последовательности ДНК организма. Это связано с неизвестным воздействием мутагенов. При мутагенезе разновидности микроорганизмов, культуры клеток растений и животных подвергаются воздействию мутагенов, а мутантная разновидность отбирается после завершения переноса генов. В зависимости от того, каким образом мутация вызывается, они могут быть либо случайными мутациями, либо сайт-направленными мутациями. Случайный мутагенез - это процесс случайного введения мутаций, в то время как сайт-направленный мутагенез - это процесс, при котором мутации вводятся сайт-специфическим образом в определенные участки ДНК или в определенные нуклеотиды. В этом разница между случайным мутагенезом и сайт-направленным мутагенезом.
