Ключевая разница - генная инженерия и технология рекомбинантной ДНК
Генетические материалы организмов могут быть изменены с помощью методов генной инженерии или технологии рекомбинантной ДНК. Технология рекомбинантной ДНК - это процесс, используемый для создания молекулы рекомбинантной ДНК, которая несет интересующую ДНК и векторную ДНК, в то время как генная инженерия - это широкий термин, используемый для описания процессов, связанных с манипулированием генетической структурой организма. В этом ключевое различие между генной инженерией и технологией рекомбинантной ДНК.
Что такое генная инженерия?
Генная инженерия - это широкий термин, используемый для обозначения набора методов, связанных с манипулированием генетическим составом организма. Генная инженерия проводится в условиях in vitro (вне живого организма, в контролируемой среде).
Гены кодируют белки и другие белковые предшественники, необходимые для роста и развития. Когда ученые хотят изучить расположение генов, экспрессию, регуляцию генов и т. д., они вводят этот конкретный ген в бактерию-хозяина, которая способна реплицировать встроенный ген и создавать множество копий желаемого гена с использованием технологии рекомбинантной ДНК. Он включает в себя разрезание определенных фрагментов ДНК, введение их в другой организм и их экспрессию в трансформированном организме. Генетический состав организма изменяется при введении чужеродной ДНК. Поэтому это называется генной инженерией (генетические манипуляции с использованием передовых методов). Когда генетической структурой организма манипулируют, характеристики организма изменяются. Характеристики могут быть улучшены или изменены, что приведет к желаемым изменениям организмов.
Существует несколько основных этапов генной инженерии. А именно, расщепление и очистка ДНК, получение рекомбинантной ДНК (рекомбинантный вектор), трансформация рекомбинантной ДНК в организм-хозяин, размножение хозяина (клонирование) и скрининг трансформированных клеток (правильные фенотипы).
Генная инженерия применима к широкому кругу организмов, включая растения, животных и микроорганизмы. Например, трансгенные растения могут быть получены путем введения полезных характеристик, таких как устойчивость к гербицидам, засухоустойчивость, высокая питательная ценность, быстрота роста, устойчивость к насекомым, устойчивость к затоплению и т. д., с использованием генной инженерии растений. Слово трансгенный относится к генетически модифицированным организмам. Благодаря генной инженерии стало возможным производство трансгенных культур с улучшенными характеристиками. Трансгенных животных также можно получать для производства фармацевтических препаратов для человека, как показано на рисунке 01.
Рисунок_1: Генно-модифицированные животные
Генная инженерия имеет широкое применение в биотехнологии, медицине, исследованиях, сельском хозяйстве и промышленности. В медицине генная инженерия связана с генной терапией и производством гормонов роста человека, инсулина, различных лекарств, синтетических вакцин, человеческих альбуминов, моноклональных антител и т. д. В сельском хозяйстве генетически модифицированные культуры, такие как соя, кукуруза, хлопок и другие культуры с некоторые ценные характеристики создаются с помощью генной инженерии. В промышленности генная инженерия широко применяется для создания рекомбинантных микроорганизмов, способных продуцировать экономически полезные продукты, особенно белки и ферменты. Борьба с загрязнением окружающей среды (биоремедиация), восстановление металлов (биомайнинг), производство синтетических полимеров и др.также осуществимы в отраслях, использующих генетически модифицированные микроорганизмы. В исследованиях генная инженерия используется для создания животных моделей некоторых заболеваний человека. Генетически модифицированные мыши являются самой популярной животной моделью, используемой исследователями для изучения и поиска методов лечения рака, ожирения, сердечных заболеваний, диабета, артрита, злоупотребления психоактивными веществами, беспокойства, старения, болезни Паркинсона и т. д.
Что такое технология рекомбинантной ДНК?
Технология рекомбинантной ДНК - это технология, связанная с получением молекулы рекомбинантной ДНК, несущей ДНК двух разных видов (векторную и чужеродную ДНК), и клонированием. Это достигается с помощью ферментов рестрикции и фермента ДНК-лигазы. Эндонуклеазы рестрикции представляют собой ферменты, разрезающие ДНК, которые помогают в отделении интересующих фрагментов ДНК от организма и открытии векторов, в основном плазмид. ДНК-лигаза представляет собой фермент, облегчающий соединение разделенного фрагмента ДНК с открытым вектором для создания рекомбинантной ДНК. Создание рекомбинантной ДНК (вектора, состоящего из чужеродной ДНК) в основном зависит от используемого вектора. Выбранный вектор должен быть способен к саморепликации с любым сегментом ДНК, ковалентно присоединенным к нему, в подходящей клетке-хозяине. Он также должен содержать подходящие сайты клонирования и выбираемые маркеры для скрининга. В технологии рекомбинантной ДНК обычно используемыми векторами являются плазмиды бактерий и бактериофаги (вирусы, заражающие бактерии).
Рисунок_02: Синтез рекомбинантной ДНК
Рекомбинантная ДНК производится с целью создания новых белков, изучения структуры и функций генов, управления свойствами белков, сбора большого количества белков и т. д. Следовательно, синтезированная рекомбинантная ДНК должна быть реплицирована и экспрессирована внутри хозяина. Таким образом, технология рекомбинантной ДНК включает в себя весь процесс, происходящий в генной инженерии, начиная с этапа выделения специфической ДНК и заканчивая скринингом трансформированных клеток, состоящих из введенного признака. Таким образом, технологию рекомбинантной ДНК и генную инженерию можно рассматривать как два взаимосвязанных процесса с одной основной целью и сходными этапами: выделение интересующей ДНК-вставки, выбор подходящего вектора, введение ДНК-вставки (чужой ДНК) в вектор для формирования молекулы рекомбинантной ДНК., введение молекулы рекомбинантной ДНК в подходящего хозяина и отбор трансформированных клеток-хозяев.
В чем разница между генной инженерией и технологией рекомбинантной ДНК?
Генная инженерия против технологии рекомбинантной ДНК |
|
| Генная инженерия – это широкий термин, который относится к процессу, используемому для манипулирования генетической структурой организма. | Технология рекомбинантной ДНК - это метод, используемый для создания молекулы рекомбинантной ДНК, несущей ДНК двух разных видов. |
| Синтез рекомбинантной ДНК | |
| Вырабатывается рекомбинантная ДНК | Получена молекула рекомбинантной ДНК. |
Резюме – Генная инженерия против технологии рекомбинантной ДНК
Генная инженерия - это область молекулярной биологии, которая занимается манипулированием генетическим материалом (ДНК) организма для получения ценных характеристик. Технология рекомбинантной ДНК - это метод, используемый для создания рекомбинантной ДНК. В ходе обоих процессов происходит манипулирование генетическим материалом организма. Хотя между генной инженерией и технологией рекомбинантной ДНК есть разница, они взаимосвязаны, и генная инженерия была бы невозможна без использования технологии рекомбинантной ДНК.
