Ключевая разница - выбираемый маркер и репортерный ген
Техника генной инженерии используется для переноса важных генов из одного организма в другой. Вставка чужеродного гена в геном другого организма и обеспечение его экспрессии в клетке-хозяине являются наиболее сложными этапами переноса генов. Для определения успешности процесса трансформации в рекомбинантной молекуле используют селектируемый маркер и репортерный ген. Селектируемый маркер представляет собой последовательность ДНК или ген, который экспрессирует и отбирает трансформированные клетки из нетрансформированных клеток. Репортерный ген представляет собой другой ген, который используется для различения трансформированных клеток, а также для количественной оценки или определения того, как встроенный ген функционирует в организме хозяина. Ключевое различие между селектируемым маркером и репортерным геном заключается в том, что селектируемый маркер используется для скрининга нетрансформированных клеток и передачи сигнала трансформированным клеткам, в то время как репортерный ген используется для количественного определения уровня экспрессии гена в организме-хозяине.
Что такое выбираемый маркер?
В генной инженерии интересующий ген вставляется в подходящий вектор и трансформируется в организм-хозяин. Однако трансформация успешна только в компетентных клетках-хозяевах, и существует вероятность того, что клетки-хозяева отвергнут поглощение чужеродной ДНК. Поэтому дифференциация трансформированных и нетрансформированных клеток важна для продолжения дальнейших экспериментов. Следовательно, исследователи включают селектируемый маркерный ген в вектор для легкого отбора трансформированных клеток из нетрансформированных. Селектируемый маркер представляет собой последовательность ДНК, особенно ген, полезный для идентификации трансформированных клеток. Этот маркерный ген проявляет признак, который подходит для искусственного отбора трансформированных клеток из нетрансформированных клеток на среде.
Наиболее распространенными селектируемыми маркерами, используемыми в молекулярной биологии, являются гены устойчивости к антибиотикам. Ген устойчивости к антибиотикам встраивают в вектор и трансформируют в клетки-хозяева, особенно в бактерию-хозяин. Этот конкретный антибиотик включается в среду для выращивания бактерии. Из-за присутствия селективного маркера в селективных условиях могут выжить только клетки, содержащие соответствующий селективный маркер. Нетрансформированные клетки не могут расти в среде, содержащей антибиотик. Таким образом, благодаря селектируемому маркеру, который устойчив к антибиотикам, трансформированные клетки легко идентифицируются.
Гены, которые придают признаки антиметаболитам, гербицидам, используются в качестве селективных маркеров при клонировании векторов в генной инженерии растений. Однако такая котрансформация селективных маркеров в генетически модифицированные организмы оказывает негативное влияние на окружающую среду и человека. Высвобождение устойчивых к антибиотикам бактерий может повысить устойчивость патогенов человека к антибиотикам. Он может загрязнить продукт или биомассу антибиотиками и может потерять селективное давление в результате деградации и инактивации антибиотиков.
Рисунок 01: Плазмидный вектор для переноса генов с селектируемым маркером
Что такое ген-репортер?
Репортерные гены - это гены, которые позволяют обнаруживать или измерять экспрессию встроенного гена. Эти репортерные гены могут быть присоединены к регуляторным последовательностям интересующего гена, чтобы сигнализировать о местоположении или уровнях экспрессии. Поэтому при экспрессии генов под одним и тем же промотором они транскрибируются в единую последовательность мРНК, а затем транслируются в белок, который может указывать на уровень экспрессии гена.
Репортерные гены бывают разных типов, и они содержат визуально идентифицируемые характеристики, которые обычно связаны с флуоресцентными и люминесцентными белками. Гены, кодирующие флуоресцентный белок и ферменты, превращают невидимые субстраты в люминесцентные или окрашенные продукты, сигнализируя об успешной экспрессии гена и давая возможность количественной оценки экспрессии гена.
Рисунок 02: Экспрессия репортерного гена
В чем разница между селектируемым маркером и репортерным геном?
Selectable Marker vs Reporter Gene |
|
| Селектируемый маркер - это своего рода последовательность ДНК, которая помогает отличить трансформированные клетки от нетрансформированных. | Репортерный ген - это ген, который помогает количественно оценить экспрессию желаемого гена, встроенного в клетку-хозяина. |
| Природа производимых единиц | |
| Гены закодированы с характеристиками, которые помогают в искусственном отборе на питательной среде. | Гены закодированы с визуально идентифицируемыми характеристиками. |
| Использование | |
| Гены устойчивости к антибиотикам, гены антиметаболитов, гены устойчивости к гербицидам и т. д. являются примерами селектируемых маркеров. | Гены кодируют зеленый флуоресцентный белок, β-глюкуронидазу, хлорамфеникол-ацетилтрансферазу, красный флуоресцентный белок и т. д. Примеры |
Резюме – выбираемый маркер против гена-репортера
Селектируемые маркеры позволяют трансформированным клеткам расти в селективных средах с определенным антибиотиком или гербицидом. Они используются для ранней селекции трансформированных клеток. Репортерные гены используются для количественного определения уровня экспрессии желаемого встроенного гена. Они также позволяют дифференцировать трансформированные и нетрансформированные клетки. В этом разница между селектируемым маркером и репортерным геном. И селектируемый маркер, и репортерный ген считаются важными маркерами в генной инженерии.
