A legfontosabb különbség – géntechnológia vs rekombináns DNS technológia
Az élőlények genetikai anyagai megváltoztathatók géntechnológiai technikák vagy rekombináns DNS technológia segítségével. A rekombináns DNS-technológia egy olyan rekombináns DNS-molekula létrehozására szolgáló eljárás, amely az érdeklődésre számot tartó DNS-t és a vektor-DNS-t hordozza, míg a génsebészet egy tág fogalom, amelyet az organizmus genetikai szerkezetének manipulálásával kapcsolatos folyamatok leírására használnak. Ez a legfontosabb különbség a géntechnológia és a rekombináns DNS technológia között.
Mi az a géntechnológia?
A génsebészet egy tág fogalom, amely egy organizmus genetikai felépítésének manipulálásával kapcsolatos technikák összességét jelenti. A génsebészet in vitro körülmények között történik (élő szervezeten kívül, ellenőrzött környezetben).
A gének fehérjékhez és más fehérje-prekurzorokhoz vannak kódolva, amelyek nélkülözhetetlenek a növekedéshez és fejlődéshez. Amikor a tudósok génelrendeződést, expressziót, génszabályozást stb. akarnak tanulmányozni, bejuttatják az adott gént egy gazdabaktériumba, amely képes replikálni a beillesztett gént, és rekombináns DNS-technológiával több másolatot készíteni a kívánt génről. Ez magában foglalja specifikus DNS-fragmensek elvágását, egy másik szervezetbe való bejuttatásukat és a transzformált szervezetben való expresszálását. Idegen DNS bejutásakor a szervezet genetikai összetétele megváltozik. Ezért nevezik génmanipulációnak (fejlett technikákat alkalmazó génmanipuláció). Amikor egy szervezet genetikai felépítését manipulálják, megváltoznak a szervezet jellemzői. A jellemzők javíthatók vagy módosíthatók, hogy az organizmusok kívánatos változásait eredményezzék.
A génsebészetnek több fontos lépése is van. Ezek nevezetesen a DNS hasítása és tisztítása, a rekombináns DNS (rekombináns vektor) előállítása, a rekombináns DNS gazdaszervezetté történő átalakítása, a gazdaszervezet szaporítása (klónozás) és a transzformált sejtek szűrése (helyes fenotípusok).
A génsebészet az organizmusok széles körében alkalmazható, beleértve a növényeket, állatokat és mikroorganizmusokat. Példaként említjük, hogy transzgenikus növényeket lehet előállítani olyan hasznos jellemzők bevezetésével, mint a gyomirtószer-rezisztencia, a szárazságtűrés, a magas tápérték, a gyors növekedés, a rovarokkal szembeni rezisztencia, a víz alatti tolerancia stb., növényi géntechnológia segítségével. A transzgenikus szó a genetikailag módosított szervezetekre utal. A génsebészetnek köszönhetően ma már megvalósítható a javított tulajdonságokkal rendelkező transzgénikus növények termesztése. A 01. ábrán látható módon transzgénikus állatok is előállíthatók humán gyógyszergyártáshoz.
1. ábra: Géntechnológiával módosított állatok
A géntechnológia széles körben alkalmazható a biotechnológiában, az orvostudomány, a kutatás, a mezőgazdaság és az ipar területén. Az orvostudományban a génsebészet magában foglalja a génterápiát és az emberi növekedési hormonok, inzulin, különböző gyógyszerek, szintetikus vakcinák, humán albuminok, monoklonális antitestek stb. előállítását. A mezőgazdaságban a géntechnológiával módosított növények, mint a szójabab, kukorica, gyapot és más növények bizonyos értékes tulajdonságokat géntechnológiával állítanak elő. Az iparban a génsebészetet széles körben alkalmazzák olyan rekombináns mikroorganizmusok előállítására, amelyek képesek gazdaságilag hasznos termékek, különösen fehérjék és enzimek előállítására. Környezetszennyezés elleni védekezés (bioremediáció), fémek visszanyerése (biobányászat), szintetikus polimerek előállítása stb.a génmanipulált mikroorganizmusokat használó iparágakban is megvalósíthatók. A kutatás során a génsebészetet bizonyos emberi betegségek állatmodelljének létrehozására használják. A génmódosított egerek a legnépszerűbb állatmodellek, amelyeket a kutatók használnak a rák, az elhízás, a szívbetegségek, a cukorbetegség, az ízületi gyulladás, a kábítószerrel való visszaélés, a szorongás, az öregedés, a Parkinson-kór stb. kezelésének tanulmányozására és megtalálására.
Mi az a rekombináns DNS technológia?
A rekombináns DNS-technológia egy olyan rekombináns DNS-molekula előállításának technológiája, amely két különböző faj (vektor és idegen DNS) DNS-ét hordozza, és klónozzák. Ezt restrikciós enzimekkel és DNS-ligáz enzimekkel érik el. A restrikciós endonukleázok olyan DNS-vágó enzimek, amelyek elősegítik az érdekelt DNS-fragmensek elválasztását a szervezetből és vektorok, főként plazmidok megnyitását. A DNS-ligáz egy olyan enzim, amely megkönnyíti a szétválasztott DNS-fragmens és a nyitott vektor összekapcsolását rekombináns DNS létrehozása érdekében. A rekombináns DNS (idegen DNS-ből álló vektor) előállítása elsősorban az alkalmazott vektortól függ. A kiválasztott vektornak alkalmasnak kell lennie arra, hogy egy megfelelő gazdasejtben bármilyen, kovalensen hozzákapcsolt DNS-szegmenssel önreplikálódjon. Tartalmaznia kell továbbá megfelelő klónozó helyeket és szelektálható markereket a szűréshez. A rekombináns DNS-technológiában az általánosan használt vektorok baktériumok és bakteriofágok (baktériumokat megfertőző vírusok) plazmidjai.
ábra_02: Rekombináns DNS szintézise
A rekombináns DNS-t azzal a céllal állítják elő, hogy új fehérjéket állítsanak elő, génstruktúrákat és funkciókat tanulmányozzanak, manipulálják a fehérje tulajdonságait, nagy mennyiségű fehérjét gyűjtsenek össze stb. Ezért a szintetizált rekombináns DNS-t replikálni kell és expresszálni kell a gazdaszervezeten belül. A rekombináns DNS technológia tehát magában foglalja a génsebészetben végbemenő teljes folyamatot, kezdve a specifikus DNS izolálásának lépésétől a transzformált sejtek szűréséig, amely a bevitt tulajdonságot tartalmazza. Ezért a rekombináns DNS technológia és a génsebészet két egymással összefüggő folyamatnak tekinthető, amelyeknek egy fő célja hasonló lépésekkel: érdekes DNS inszert izolálása, megfelelő vektor kiválasztása, DNS inszert (idegen DNS) bevitele a vektorba rekombináns DNS molekula kialakítása érdekében., rekombináns DNS-molekula bevitele megfelelő gazdaszervezetbe és a transzformált gazdasejtek kiválasztása.
Mi a különbség a géntechnológia és a rekombináns DNS technológia között?
Géntechnológia vs rekombináns DNS technológia |
|
| A génsebészet tág fogalom, amely arra a folyamatra utal, amelyet egy szervezet genetikai szerkezetének manipulálására használnak. | A rekombináns DNS technológia az a technika, amelyet két különböző faj DNS-ét hordozó rekombináns DNS-molekula létrehozására használnak. |
| Rekombináns DNS szintézise | |
| Rekombináns DNS keletkezik | Rekombináns DNS-molekula keletkezik. |
Összefoglaló – Géntechnológia kontra rekombináns DNS technológia
A génsebészet a molekuláris biológia olyan területe, amely egy organizmus genetikai anyagának (DNS-nek) értékes tulajdonságok elérése érdekében történő manipulálásával foglalkozik. A rekombináns DNS technológia a rekombináns DNS előállítására használt technikák. Mindkét folyamat során egy szervezet genetikai anyagának manipulálása történik. Bár van különbség a géntechnológia és a rekombináns DNS-technológia között, ezek összefüggenek egymással, és a génsebészet lehetetlen lenne a rekombináns DNS-technológia alkalmazása nélkül.
