Klíčový rozdíl – Genetické inženýrství vs. Technologie rekombinantní DNA
Genetické materiály organismů lze měnit pomocí technik genetického inženýrství nebo technologie rekombinantní DNA. Technologie rekombinantní DNA je proces používaný k vytvoření molekuly rekombinantní DNA, která nese požadovanou DNA a vektorovou DNA, zatímco genetické inženýrství je široký pojem používaný k popisu procesů spojených s manipulací s genetickou strukturou organismu. To je klíčový rozdíl mezi genetickým inženýrstvím a technologií rekombinantní DNA.
Co je genetické inženýrství?
Genetické inženýrství je široký pojem používaný k označení souboru technik zapojených do manipulace s genetickou výbavou organismu. Genetické inženýrství se provádí v podmínkách in vitro (mimo živý organismus, v kontrolovaném prostředí).
Geny jsou kódovány pro proteiny a další proteinové prekurzory, které jsou nezbytné pro růst a vývoj. Když vědci chtějí studovat uspořádání genů, expresi, genovou regulaci atd., vnesou tento konkrétní gen do hostitelské bakterie, která je schopna replikovat vložený gen a vytvořit více kopií požadovaného genu pomocí technologie rekombinantní DNA. Zahrnuje řezání specifických fragmentů DNA, jejich zavedení do jiného organismu a jejich expresi v transformovaném organismu. Vnesením cizí DNA se změní genetické složení organismu. Proto se nazývá genetické inženýrství (genetická manipulace využívající pokročilé techniky). Když se manipuluje s genetickou výbavou organismu, změní se vlastnosti organismu. Charakteristiky mohou být vylepšeny nebo upraveny tak, aby vedly k žádoucím změnám organismů.
Genetické inženýrství zahrnuje několik hlavních kroků. Jsou to konkrétně štěpení a purifikace DNA, produkce rekombinantní DNA (rekombinantní vektor), transformace rekombinantní DNA do hostitelského organismu, množení hostitele (klonování) a screening transformovaných buněk (správné fenotypy).
Genetické inženýrství je použitelné pro širokou škálu organismů včetně rostlin, zvířat a mikroorganismů. Například transgenní rostliny mohou být produkovány zavedením užitečných vlastností, jako je rezistence vůči herbicidům, tolerance k suchu, vysoká nutriční hodnota, rychlý růst, odolnost vůči hmyzu, odolnost vůči ponoření atd., za použití rostlinného genetického inženýrství. Slovo transgenní označuje geneticky modifikované organismy. Produkce transgenních plodin se zlepšenými vlastnostmi je nyní možná díky genetickému inženýrství. Transgenní zvířata mohou být také produkována pro výrobu humánních léčiv, jak je znázorněno na obrázku 01.
Obrázek_1: Geneticky upravená zvířata
Genetické inženýrství má široké uplatnění v biotechnologii, v oblasti medicíny, výzkumu, zemědělství a průmyslu. V medicíně se genetické inženýrství podílí na genové terapii a produkci lidských růstových hormonů, inzulínu, různých léků, syntetických vakcín, lidských albuminů, monoklonálních protilátek atd. V zemědělství se geneticky modifikované plodiny, jako je sója, kukuřice, bavlna a další plodiny s některé cenné vlastnosti jsou vytvořeny pomocí genetického inženýrství. V průmyslu se genetické inženýrství široce používá k výrobě rekombinantních mikroorganismů, které jsou schopné produkovat ekonomicky užitečné produkty, zejména proteiny a enzymy. Kontrola znečištění životního prostředí (bioremediace), obnova kovů (biotěžba), výroba syntetických polymerů atd.jsou také proveditelné v průmyslových odvětvích využívajících geneticky upravené mikroorganismy. Ve výzkumu se genetické inženýrství používá k vytváření zvířecích modelů určitých lidských nemocí. Geneticky modifikované myši jsou nejoblíbenějším zvířecím modelem používaným výzkumníky ke studiu a hledání terapií rakoviny, obezity, srdečních chorob, cukrovky, artritidy, zneužívání návykových látek, úzkosti, stárnutí, Parkinsonovy choroby atd.
Co je technologie rekombinantní DNA?
Rekombinantní DNA technologie je technologie, která se podílí na přípravě rekombinantní molekuly DNA, která nese DNA dvou různých druhů (vektorová a cizí DNA) a klonování. Toho je dosaženo restrikčními enzymy a enzymem DNA ligázou. Restrikční endonukleázy jsou enzymy štěpící DNA, které pomáhají při separaci zainteresovaných fragmentů DNA z organismu a otevření vektorů, zejména plazmidů. DNA ligáza je enzym, který usnadňuje spojení odděleného fragmentu DNA s otevřeným vektorem za vzniku rekombinantní DNA. Tvorba rekombinantní DNA (vektor sestávající z cizí DNA) závisí hlavně na použitém vektoru. Vybraný vektor by měl být schopen samo-replikace s jakýmkoliv segmentem DNA, který je k němu kovalentně připojen, ve vhodné hostitelské buňce. Měl by také obsahovat vhodná klonovací místa a selektovatelné markery pro screening. V technologii rekombinantní DNA jsou běžně používanými vektory plazmidy bakterií a bakteriofágů (viry infikující bakterie).
Obrázek_02: Syntéza rekombinantní DNA
Rekombinantní DNA je produkována za účelem tvorby nových proteinů, studia genových struktur a funkcí, manipulace s vlastnostmi proteinů, získávání velkého množství proteinů atd. Proto musí být syntetizovaná rekombinantní DNA replikována a exprimována uvnitř hostitele. Technologie rekombinantní DNA tedy zahrnuje celý proces, který se děje v genetickém inženýrství, počínaje krokem izolace specifické DNA až po screening transformovaných buněk sestávajících ze zavedeného znaku. Proto lze technologii rekombinantní DNA a genetické inženýrství považovat za dva vzájemně propojené procesy s jedním hlavním cílem s podobnými kroky: izolace zajímavého DNA insertu, výběr vhodného vektoru, zavedení DNA insertu (cizí DNA) do vektoru za účelem vytvoření rekombinantní molekuly DNA., zavedení molekuly rekombinantní DNA do vhodného hostitele a selekce transformovaných hostitelských buněk.
Jaký je rozdíl mezi genetickým inženýrstvím a technologií rekombinantní DNA?
Genetické inženýrství versus technologie rekombinantní DNA |
|
| Genetické inženýrství je široký pojem, který označuje proces, který se používá k manipulaci s genetickou strukturou organismu. | Rekombinantní DNA technologie je technika používaná k vytvoření rekombinantní molekuly DNA nesoucí DNA dvou různých druhů. |
| Syntéza rekombinantní DNA | |
| Je produkována rekombinantní DNA | Je produkována molekula rekombinantní DNA. |
Shrnutí – Genetické inženýrství vs. Technologie rekombinantní DNA
Genetické inženýrství je oblast molekulární biologie, která se zabývá manipulací s genetickým materiálem (DNA) organismu pro získání cenných vlastností. Technologie rekombinantní DNA je technika používaná pro výrobu rekombinantní DNA. Během obou procesů dochází k manipulaci s genetickým materiálem organismu. Přestože existuje rozdíl mezi genetickým inženýrstvím a technologií rekombinantní DNA, jsou vzájemně propojeny a genetické inženýrství by bylo nemožné bez použití technologie rekombinantní DNA.
