Βασική διαφορά – Τυχαία Μεταλλαξιγένεση έναντι Μεταλλαξιγένεσης Κατευθυνόμενης τοποθεσίας
Μεταλλαξιγένεση είναι η διαδικασία κατά την οποία μεταλλάξεις εισάγονται σκόπιμα σε κύτταρα ή γονίδια που θα οδηγήσουν σε γενετικά τροποποιημένα γονίδια ή οργανισμούς. Η μεταλλαξιογένεση γίνεται κυρίως για την εισαγωγή ευεργετικών χαρακτηριστικών στους οργανισμούς. Επί του παρόντος, η μεταλλαξιογένεση χρησιμοποιείται επίσης στη γονιδιακή θεραπεία για την αλλαγή των γονιδίων και για ιατρικούς σκοπούς. Οι μεταλλάξεις μπορούν να εισαχθούν με δύο κύριους τρόπους. Τυχαία μεταλλαξογένεση και Τοποκατευθυνόμενη μεταλλαξιογένεση. Η τυχαία μεταλλαξογένεση είναι η διαδικασία εισαγωγής μεταλλάξεων τυχαία. Στη συνέχεια, επιλέξτε τους οργανισμούς που έχουν μεταλλαχθεί χρησιμοποιώντας μια μέθοδο επιλογής. Η διαδικασία είναι εντελώς τυχαία. Τοποκατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση είναι η διαδικασία κατά την οποία οι μεταλλάξεις εισάγονται με συγκεκριμένο τόπο σε συγκεκριμένες θέσεις στο DNA ή σε συγκεκριμένα νουκλεοτίδια. Η ειδικότητα των τοποκατευθυνόμενων μεταλλάξεων σε πολύ υψηλή. Η βασική διαφορά μεταξύ της τυχαίας και της τοποκατευθυνόμενης μεταλλαξιογένεσης είναι ο τρόπος με τον οποίο εισάγεται η μετάλλαξη. Η τυχαία μεταλλαξογένεση εισάγει μεταλλάξεις με τυχαίο τρόπο, ενώ οι τοποκατευθυνόμενες μεταλλάξεις στοχεύουν ειδικά σε επιλεγμένες τοποθεσίες των γονιδίων.
Τι είναι η Τυχαία Μεταλλαξιγένεση;
Η Η τυχαία μεταλλαξογένεση αναφέρεται στη διαδικασία εισαγωγής μεταλλάξεων σε οργανισμούς με τυχαίο τρόπο και επομένως είναι μη ειδική. Η τυχαία μεταλλαξογένεση περιλαμβάνει την έκθεση του οργανισμού σε ένα μεταλλαξιογόνο για μια χρονική περίοδο και την επιλογή των μεταλλαγμένων ποικιλιών. Τα μεταλλαξιογόνα μπορεί να είναι είτε φυσικά μεταλλαξιογόνα όπως η υπεριώδης ακτινοβολία είτε χημικά μεταλλαξιογόνα όπως αλκυλιωτικοί παράγοντες. Αυτή η μέθοδος είναι η καταλληλότερη για την πρόκληση μεταλλάξεων σε μικροοργανισμούς, φυτά και ζώα.
Η διαδικασία ανάπτυξης μικροβιακού στελέχους στην παραγωγή αντιβιοτικών βασίζεται σε τυχαία μεταλλαξιογένεση. Τα στελέχη που παράγουν αντιβιοτικά εκτίθενται σε διαφορετικούς μεταλλαξιογόνους παράγοντες και στη συνέχεια ελέγχεται η ευαισθησία του στελέχους στα αντιβιοτικά. Έτσι, μπορούν να συναχθούν τα στελέχη που έχουν αναπτύξει αντίσταση έναντι του αρχικού στελέχους.
Σε καλλιέργεια φυτικών ιστών, χρησιμοποιείται τυχαία μεταλλαξογένεση για την ενσωμάτωση διαφορετικών χαρακτήρων στα φυτά. Τα φυτά εκτίθενται σε μεταλλαξιογόνους παράγοντες στα στάδια σχηματισμού κάλων. Σε μελέτες σε ζώα, η τυχαία μεταλλαξογένεση χρησιμοποιείται σπάνια, αν και έχουν χρησιμοποιηθεί αλκυλιωτικοί παράγοντες για την πρόκληση μεταλλάξεων μέσω τυχαίας μεταλλαξιογένεσης.
Όταν εκτίθενται οι οργανισμοί σε μεταλλαξιογόνους παράγοντες, θα πρέπει να δίνεται προσοχή στη δόση του μεταλλαξιογόνου και την περίοδο έκθεσης στους μεταλλαξιογόνους παράγοντες. Οι υπερβολικές δόσεις και οι περίοδοι έκθεσης μπορεί να βλάψουν τον ίδιο τον οργανισμό. Επομένως, η τυχαία μεταλλαξογένεση θα πρέπει να γίνεται υπό ελεγχόμενες συνθήκες.
Τι είναι το Site Directed Mutagenesis;
Η κατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση είναι μια πιο ειδική διαδικασία πρόκλησης μεταλλάξεων, όπου χρησιμοποιήθηκαν ανάλογα βάσης για τη δημιουργία σημειακών μεταλλάξεων. Αυτά τα ανάλογα βάσης είναι ικανά να επάγουν μεταβάσεις Αδενίνης-Θυμίνης σε Γουανίνη-Κυτοσίνη. Με αυτόν τον τρόπο, προκαλείται η μετάλλαξη και είναι γνωστή ως τοποκατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση και επομένως έχει υψηλή ειδικότητα.
Εικόνα 01: Μεταλλαξιγένεση Κατευθυνόμενης τοποθεσίας
Στις πρώιμες τεχνικές μοριακής βιολογίας, η κατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση με χρήση αναλόγων βάσης έγινε με χρήση αμινοπουρίνης για μεταβάσεις AT – GC και νιτροσογουανιδίνη για μεταβάσεις GC σε AT. Με την εισαγωγή της Αλυσιδωτής Αντίδρασης Πολυμεράσης (PCR) και την έννοια των εκκινητών, επί του παρόντος, η τοποκατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση προκαλείται μέσω μεταλλαξογόνων ολιγονουκλεοτιδίων. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει την εισαγωγή indels και σημειακών μεταλλάξεων στο επιλεγμένο γονίδιο ή οργανισμό. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας μεταλλαξογένεσης, τα μεταλλάγματα επιλέγονται χρησιμοποιώντας συγκεκριμένους ανταποκριτές ή δείκτες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της τυχαίας μεταλλαξογένεσης και της τοποκατευθυνόμενης μεταλλαξογένεσης;
- Τόσο οι τεχνικές Τυχαίας Μεταλλαξιγένεσης όσο και Οι τεχνικές Τοποκατευθυνόμενης Μεταλλαξιγένεσης είναι τεχνητές μέθοδοι πρόκλησης μετάλλαξης σε συγκεκριμένο οργανισμό.
- Τόσο οι τεχνικές Τυχαίας Μεταλλαξιγένεσης όσο και οι τεχνικές Τοποκατευθυνόμενης Μεταλλαξιγένεσης χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ευεργετικών ποικιλιών οργανισμών που διαθέτουν χαρακτηριστικά όπως η ανοχή σε ασθένειες και στη γονιδιακή θεραπεία.
- Τόσο οι τεχνικές Τυχαίας Μεταλλαξιγένεσης όσο και οι τεχνικές Τοποκατευθυνόμενης Μεταλλαξιγένεσης προκαλούν μεταλλάξεις στο DNA και μεταβάλλουν το DNA.
- Και οι δύο τύποι Τυχαίας Μεταλλαξιγένεσης και Τοποκατευθυνόμενης Μεταλλαξιγένεσης προκαλούνται κυρίως από φυσικούς και χημικούς παράγοντες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της τυχαίας μεταλλαξογένεσης και της τοποκατευθυνόμενης μεταλλαξογένεσης;
Τυχαία Μεταλλαξιγένεση έναντι Μεταλλαξιγένεσης Κατευθυνόμενης τοποθεσίας |
|
| Τυχαία μεταλλαξογένεση είναι η διαδικασία εισαγωγής μεταλλάξεων τυχαία και στη συνέχεια επιλογή των οργανισμών που μεταλλάσσονται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο επιλογής. Η διαδικασία είναι εντελώς τυχαία. | Μεταλλαξιγένεση κατευθυνόμενης θέσης είναι η διαδικασία κατά την οποία οι μεταλλάξεις εισάγονται με συγκεκριμένο τόπο σε συγκεκριμένες θέσεις στο DNA ή σε συγκεκριμένα νουκλεοτίδια. |
Σύνοψη – Τυχαία Μεταλλαξιγένεση έναντι Μεταλλαξιγένεσης Κατευθυνόμενης τοποθεσίας
Μεταλλάξεις είναι αλλαγές στην αλληλουχία DNA ενός οργανισμού. Αυτά οφείλονται σε άγνωστες εκθέσεις σε μεταλλαξιογόνους παράγοντες. Στη μεταλλαξιογένεση, ποικιλίες μικροοργανισμών, φυτικών και ζωικών κυτταροκαλλιεργειών εκτίθενται σε μεταλλαξιογόνους παράγοντες και η μεταλλαγμένη ποικιλία επιλέγεται μετά την ολοκλήρωση της γονιδιακής μεταφοράς. Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο προκαλείται η μετάλλαξη, μπορεί να είναι είτε τυχαίες μεταλλάξεις είτε κατευθυνόμενες από τη θέση μεταλλάξεις. Η τυχαία μεταλλαξογένεση είναι η διαδικασία εισαγωγής μεταλλάξεων τυχαία, ενώ η κατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση είναι η διαδικασία κατά την οποία οι μεταλλάξεις εισάγονται με συγκεκριμένο τόπο σε συγκεκριμένες θέσεις στο DNA ή σε συγκεκριμένα νουκλεοτίδια. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της τυχαίας μεταλλαξογένεσης και της κατευθυνόμενης μεταλλαξογένεσης.
