Βασική διαφορά – Μεταβατική έναντι Σταθερής Μεταμόλυνσης
Η μεταμόλυνση είναι μια διαδικασία που εμπλέκεται στη γονιδιακή μεταφορά των ευκαρυωτικών κυττάρων χρησιμοποιώντας χημικές ή φυσικές μεθόδους. Η διαμόλυνση μπορεί να ταξινομηθεί σε δύο κύριους τύπους που ονομάζονται παροδική διαμόλυνση και σταθερή διαμόλυνση. Κατά τη διάρκεια της παροδικής μορφομετατροπής, το γονίδιο ενδιαφέροντος αποτυγχάνει να ενσωματωθεί με το γονιδίωμα του ξενιστή και εκφράζεται προσωρινά εντός του ξενιστή για βραχυπρόθεσμο χρονικό διάστημα, ενώ, σε σταθερή επιμόλυνση, το γονίδιο ενδιαφέροντος ενσωματώνεται με το γονιδίωμα του ξενιστή και διατηρείται για μακροχρόνιο διάστημα σε αρκετές γενιές. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ παροδικής και σταθερής επιμόλυνσης. Και στις δύο περιπτώσεις, η επιμόλυνση είναι επιτυχής και τα γονίδια εκφράζονται.
Τι είναι η παροδική μεταμόλυνση;
Η μεταμόλυνση είναι ένα σημαντικό εργαλείο για την εισαγωγή γονιδίων σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Μεταξύ των δύο τύπων επιμόλυνσης, η παροδική επιμόλυνση είναι ένας κοινός τρόπος μεταφοράς γονιδίων. Μέσω ενός φορέα, ξένα γονίδια μετασχηματίζονται μέσα στα κύτταρα ξενιστές. Μόλις το ξένο DNA εισέλθει στο κύτταρο ξενιστή, έχει δύο επιλογές. Μπορεί είτε να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα του ξενιστή και να αναπαραχθεί, είτε να παραμείνει μέσα χωρίς να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα. Η παροδική επιμόλυνση παρουσιάζει την προσωρινή έκφραση των εισαχθέντων γονιδίων χωρίς να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα του ξενιστή. Τα γονίδια εκφράζουν και παράγουν την κωδικοποιημένη πρωτεΐνη μέχρι να διαιρεθεί το κύτταρο. Ωστόσο, λόγω της αδυναμίας ενσωμάτωσης, δεν μπορεί να αναπαραχθεί και να εισέλθει στις επόμενες γενιές. Αυτός ο τύπος επιμόλυνσης είναι επιτυχής για σύντομο χρονικό διάστημα. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης ή λόγω κάποιων άλλων παραγόντων, το ξένο DNA υποβάλλεται σε αποικοδόμηση. Η παροδική επιμόλυνση εμφανίζεται όταν το ξένο DNA έχει τη μορφή υψηλά περιελιγμένου DNA.
Εικόνα 01: Παροδική επιμόλυνση
Τι είναι η σταθερή επιμόλυνση;
Η σταθερή επιμόλυνση δείχνει επιτυχημένη ενσωμάτωση ξένου γονιδίου στο γονιδίωμα του ξενιστή. Μόλις το ξένο DNA εισέλθει μέσα στο κύτταρο ξενιστή, μέρος του ξένου DNA ενσωματώνεται στο γονιδίωμα του ξενιστή και γίνεται μέρος του. Ως εκ τούτου, το ξένο DNA αντιγράφεται επίσης και περνά στις μελλοντικές γενιές όταν το γονιδίωμα του ξενιστή αντιγράφεται. Αυτός ο τύπος επιμόλυνσης είναι πολύπλοκος και σπάνιος. Ωστόσο, λόγω της σταθερής επιμόλυνσης στο γονιδίωμα, αυτό το χαρακτηριστικό διατηρείται για μεγαλύτερη περίοδο πολλών γενεών.
Η σταθερή επιμόλυνση είναι μια δύσκολη διαδικασία και απαιτεί αποτελεσματική παράδοση DNA και κυτταρική απόκτηση του ξένου DNA στο γονιδίωμά του. Ως εκ τούτου, το γραμμικό DNA ευνοεί τη σταθερή επιμόλυνση από το κυκλικό DNA. Ωστόσο, ο σταθερός ρυθμός επιμόλυνσης είναι περίπου ένα στα 104 μετασχηματισμένα κύτταρα. Η σταθερή επιμόλυνση μπορεί να παρατηρηθεί με τη συνμεταμόρφωση ενός επιλέξιμου δείκτη και την εκτέλεση της τεχνητής επιλογής σε ένα μέσο.
Εικόνα 02: Σταθερή επιμόλυνση
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και σταθερής επιμόλυνσης;
Παροδική έναντι Σταθερής Μεταμόλυνσης |
|
| Το ξένο DNA δεν ενσωματώνεται στο γονιδίωμα του ξενιστή. | Ξένο DNA ενσωματώνεται με το γονιδίωμα του ξενιστή και γίνεται μέρος του. |
| Αναπαραγωγή εντός του κεντρικού υπολογιστή | |
| Τα παροδικά διαμολυνθέντα γονίδια δεν αναπαράγονται εντός του ξενιστή. Επομένως τα γονίδια δεν περνούν στις επόμενες γενιές. | Τα γονίδια αναπαράγονται εντός του ξενιστή και μεταβιβάζονται στις μελλοντικές γενιές. |
| Χρονική διάρκεια της γονιδιακής έκφρασης | |
| Τα γονίδια εκφράζονται για μια πεπερασμένη χρονική περίοδο και μετά καταστρέφονται. | Τα γονίδια γίνονται μέρος του γονιδιώματος και εκφράζονται εντός της γενιάς για μεγάλο χρονικό διάστημα. |
| Χρήση | |
| Αυτό είναι χρήσιμο για τη μελέτη των επιπτώσεων της βραχυπρόθεσμης έκφρασης γονιδίων ή γονιδιακών προϊόντων. | Αυτό είναι χρήσιμο για τη μακροπρόθεσμη μελέτη των επιπτώσεων των γονιδιακών εκφράσεων. |
| Ανίχνευση της επιμόλυνσης | |
| Τα γονίδια εκφράζονται και μπορούν εύκολα να ανιχνευθούν με την εισαγωγή ενός γονιδίου αναφοράς. | Η σταθερή επιμόλυνση μπορεί να ανιχνευθεί εύκολα με την εισαγωγή ενός επιλέξιμου δείκτη και την επιλογή μέσω τεχνητής επιλογής στα μέσα. |
| Εμφάνιση και διαδικασία | |
| Η παροδική επιμόλυνση είναι συχνή και δεν είναι πολύπλοκη στην εκτέλεση. | Η σταθερή επιμόλυνση είναι σπάνια σε εμφάνιση και πολύπλοκη στην εκτέλεση. |
| Φύση του DNA | |
| Υψηλά υπερτυλιγμένο DNA είναι κατάλληλο για παροδική επιμόλυνση. | Το γραμμικό DNA είναι κατάλληλο για σταθερή επιμόλυνση. |
| Εφαρμογές | |
| Χρησιμοποιείται για μελέτες γονιδιακής καταστροφής ή σίγασης με ανασταλτικά RNA, παραγωγή πρωτεΐνης σε μικρή κλίμακα | Χρησιμοποιείται για την παραγωγή πρωτεΐνης σε μεγάλης κλίμακας, μακροπρόθεσμες φαρμακολογικές μελέτες, γονιδιακή θεραπεία, έρευνα για τους μηχανισμούς μακροπρόθεσμης γενετικής ρύθμισης |
Σύνοψη – Παροδική έναντι σταθερής διαμόλυνσης
Οι παροδικές και σταθερές επιμολύνσεις είναι δύο τύποι επιμολύνσεων που εμφανίζονται κατά τη μεταφορά του γονιδίου σε ευκαρυωτικά κύτταρα από συστήματα που βασίζονται σε μη ιούς. Το μετασχηματισμένο ξένο DNA δεν ενσωματώνεται με το γονιδίωμα του ξενιστή σε παροδική επιμόλυνση ενώ ενσωματώνεται με το γονιδίωμα του ξενιστή σε σταθερή επιμόλυνση. Το κυκλικό τυλιγμένο DNA παρουσιάζεται παροδική επιμόλυνση ενώ το γραμμικό DNA προτιμά τη σταθερή επιμόλυνση. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ παροδικής και σταθερής επιμόλυνσης. Ωστόσο, η παροδική επιμόλυνση είναι πιο κοινή και εύκολη σε σύγκριση με τη σταθερή επιμόλυνση. Αλλά η επιλογή ενός μεταξύ δύο εξαρτάται από τον σκοπό της μεταφοράς γονιδίου και τη διάρκεια του ερευνητικού έργου.
