Klíčový rozdíl – volitelný marker vs reportérský gen
Technika genetického inženýrství se používá k přenosu důležitých genů z organismu do jiného organismu. Vložení cizího genu do genomu jiného organismu a jeho exprimování v hostitelské buňce jsou nejtěžší kroky při přenosu genu. Pro detekci úspěšnosti transformačního procesu se v rekombinantní molekule používá selekční marker a reportérový gen. Selekční marker je sekvence DNA nebo gen, který exprimuje a selektuje transformované buňky z netransformovaných buněk. Reportérový gen je další gen, který se používá k rozlišení transformovaných buněk a ke kvantifikaci nebo detekci toho, jak vložený gen funguje v hostiteli. Klíčový rozdíl mezi selektovatelným markerem a reportérovým genem je v tom, že selektovatelný marker se používá ke screeningu netransformovaných buněk a k signalizaci transformovaných buněk, zatímco reportérový gen se používá ke kvantifikaci úrovně genové exprese v hostiteli.
Co je volitelný marker?
V genetickém inženýrství je požadovaný gen vložen do vhodného vektoru a transformován do hostitelských organismů. Transformace je však úspěšná pouze v kompetentních hostitelských buňkách a existuje možnost, že hostitelské buňky odmítnou příjem cizí DNA. Proto je důležitá diferenciace transformovaných a netransformovaných buněk pro pokračování v dalším experimentování. Výzkumníci tedy začleňují do vektoru selektovatelný markerový gen pro snadnou selekci transformovaných buněk z netransformovaných buněk. Selekční marker je sekvence DNA, zejména gen užitečný při identifikaci transformovaných buněk. Tento markerový gen vykazuje vlastnost, která vyhovuje umělé selekci transformovaných buněk z netransformovaných buněk na médiu.
Nejběžnějšími selekčními markery používanými v molekulární biologii jsou geny rezistentní na antibiotika. Gen antibiotické rezistence je vložen do vektoru a transformován do hostitelských buněk, zejména do hostitelské bakterie. Toto konkrétní antibiotikum je začleněno do růstového média bakterie. Díky přítomnosti selektivního markeru mohou za selektivních podmínek přežít pouze buňky, které obsahují vhodný selektovatelný marker. Netransformované buňky nejsou schopny růst v médiu obsahujícím antibiotikum. Díky selekčnímu markeru, který je odolný vůči antibiotikům, lze transformované buňky snadno identifikovat.
Geny, které propůjčují vlastnosti antimetabolitům, herbicidům se používají jako selektivní markery v klonovacích vektorech v genetickém inženýrství rostlin. Tato kotransformace selektivních markerů na geneticky modifikované organismy má však negativní dopady na životní prostředí a člověka. Uvolnění bakterií odolných vůči antibiotikům může zvýšit odolnost lidských patogenů vůči antibiotikům. Může kontaminovat produkt nebo biomasu antibiotiky a může ztratit selektivní tlak v důsledku degradace a inaktivace antibiotik.
Obrázek 01: Plazmidový vektor pro přenos genu s volitelným markerem
Co je reportérský gen?
Reportérové geny jsou geny, které umožňují detekci nebo měření exprese vloženého genu. Tyto reportérové geny mohou být připojeny k regulačním sekvencím genu zájmu, aby signalizovaly místo nebo úrovně exprese. Proto jsou během exprese genů pod stejným promotorem přepsány do jediné sekvence mRNA a poté přeloženy do proteinu, který může indikovat úroveň genové exprese.
Reportérské geny jsou různých typů a obsahují vizuálně identifikovatelné vlastnosti, které se obvykle podílejí na fluorescenčních a luminiscenčních proteinech. Geny, které kódují fluorescenční protein a enzymy, převádějí neviditelné substráty na luminiscenční nebo barevné produkty tím, že signalizují úspěšnou genovou expresi a dávají příležitost ke kvantifikaci genové exprese.
Obrázek 02: Reporter Gene Expression
Jaký je rozdíl mezi Selectable Marker a Reporter Gene?
Volitelný marker vs reportérský gen |
|
| Výběrový marker je druh sekvence DNA, která pomáhá odlišit transformované buňky od buněk netransformovaných. | Reportérový gen je gen, který pomáhá kvantifikovat expresi požadovaného genu vloženého do hostitelské buňky. |
| Povaha vyrobených jednotek | |
| Geny jsou zakódovány s vlastnostmi, které pomáhají při umělé selekci na pěstebních médiích. | Geny jsou kódovány s vizuálně identifikovatelnými vlastnostmi. |
| Použití | |
| Geny rezistence na antibiotika, geny pro antimetabolity, geny rezistence na herbicidy atd. jsou příklady volitelných markerů. | Geny kódující zeleně fluorescenční protein, β-glukuronidázu, chloramfenikol acetyltransferázu, červený fluorescenční protein atd. jsou příklady. |
Shrnutí – volitelný marker vs reportérský gen
Selektovatelné markery umožňují růst transformovaných buněk v selektivním médiu s dávkou konkrétního antibiotika nebo herbicidu. Používají se pro časnou selekci transformovaných buněk. Reportérové geny se používají ke kvantifikaci úrovně exprese vloženého požadovaného genu. Umožňují také diferenciaci transformovaných a netransformovaných buněk. To je rozdíl mezi selekčním markerem a reportérovým genem. Jak selekční marker, tak reportérový gen jsou považovány za důležité markery v genetickém inženýrství.
