Βασική διαφορά – Γενετική Μηχανική έναντι Τεχνολογίας Ανασυνδυασμένου DNA
Τα γενετικά υλικά των οργανισμών μπορούν να τροποποιηθούν χρησιμοποιώντας τεχνικές γενετικής μηχανικής ή τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA. Η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA είναι η διαδικασία που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός μορίου ανασυνδυασμένου DNA που φέρει το DNA ενδιαφέροντος και το DNA φορέα, ενώ η γενετική μηχανική είναι ένας ευρύς όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις διαδικασίες που εμπλέκονται στον χειρισμό της γενετικής δομής ενός οργανισμού. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της Γενετικής Μηχανικής και της τεχνολογίας Ανασυνδυασμένου DNA.
Τι είναι η Γενετική Μηχανική;
Γενετική μηχανική είναι ένας ευρύς όρος που χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε ένα σύνολο τεχνικών που εμπλέκονται στον χειρισμό της γενετικής σύστασης ενός οργανισμού. Η γενετική μηχανική γίνεται υπό συνθήκες in vitro (εκτός ζωντανού οργανισμού, κάτω από ελεγχόμενο περιβάλλον).
Τα γονίδια κωδικοποιούνται για πρωτεΐνες και άλλες πρόδρομες πρωτεϊνικές ουσίες που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη. Όταν οι επιστήμονες θέλουν να μελετήσουν τη γονιδιακή διάταξη, την έκφραση, τη γονιδιακή ρύθμιση κ.λπ., εισάγουν το συγκεκριμένο γονίδιο σε ένα βακτήριο ξενιστή που είναι ικανό να αναπαράγει το εισαγόμενο γονίδιο και να κάνει πολλαπλά αντίγραφα του επιθυμητού γονιδίου χρησιμοποιώντας τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA. Περιλαμβάνει την κοπή συγκεκριμένων θραυσμάτων DNA, την εισαγωγή τους σε διαφορετικό οργανισμό και την έκφρασή τους στον μετασχηματισμένο οργανισμό. Η γενετική σύνθεση του οργανισμού μεταβάλλεται όταν εισάγεται ξένο DNA. Ως εκ τούτου ονομάζεται γενετική μηχανική (γενετική χειραγώγηση με χρήση προηγμένων τεχνικών). Όταν χειραγωγείται η γενετική σύνθεση ενός οργανισμού, αλλάζουν τα χαρακτηριστικά του οργανισμού. Τα χαρακτηριστικά μπορούν να βελτιωθούν ή να τροποποιηθούν για να οδηγήσουν σε επιθυμητές αλλαγές των οργανισμών.
Υπάρχουν πολλά σημαντικά βήματα που εμπλέκονται στη γενετική μηχανική. Αυτά είναι, συγκεκριμένα, διάσπαση και καθαρισμός DNA, παραγωγή ανασυνδυασμένου DNA (ανασυνδυασμένος φορέας), μετασχηματισμός ανασυνδυασμένου DNA σε οργανισμό ξενιστή, πολλαπλασιασμός του ξενιστή (κλωνοποίηση) και έλεγχος για μετασχηματισμένα κύτταρα (σωστοί φαινότυποι).
Η γενετική μηχανική εφαρμόζεται σε ένα ευρύ φάσμα οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των φυτών, των ζώων και των μικροοργανισμών. Για παράδειγμα, διαγονιδιακά φυτά μπορούν να παραχθούν εισάγοντας χρήσιμα χαρακτηριστικά όπως αντοχή σε ζιζανιοκτόνα, ανοχή στην ξηρασία, υψηλή θρεπτική αξία, ταχεία ανάπτυξη, αντοχή στα έντομα, ανοχή βυθίσματος κ.λπ., χρησιμοποιώντας φυτική γενετική μηχανική. Η λέξη διαγονιδιακός αναφέρεται σε γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς. Η παραγωγή διαγονιδιακών καλλιεργειών με βελτιωμένα χαρακτηριστικά είναι πλέον εφικτή χάρη στη γενετική μηχανική. Τα διαγονιδιακά ζώα μπορούν επίσης να παραχθούν για την παραγωγή ανθρώπινων φαρμακευτικών προϊόντων όπως φαίνεται στο Σχήμα 01.
Εικόνα_1: Ζώα με γενετική μηχανική
Η γενετική μηχανική έχει ευρείες εφαρμογές στη Βιοτεχνολογία, στους τομείς της ιατρικής, της έρευνας, της γεωργίας και της βιομηχανίας. Στην ιατρική, η γενετική μηχανική περιλαμβάνει τη γονιδιακή θεραπεία και την παραγωγή ανθρώπινων αυξητικών ορμονών, ινσουλίνης, διαφορετικών φαρμάκων, συνθετικών εμβολίων, ανθρώπινων λευκωματινών, μονοκλωνικών αντισωμάτων κ.λπ. Στη γεωργία, γενετικά τροποποιημένες καλλιέργειες όπως σόγια, καλαμπόκι, βαμβάκι και άλλες καλλιέργειες με ορισμένα πολύτιμα χαρακτηριστικά παράγονται με τη χρήση γενετικής μηχανικής. Στη βιομηχανία, η γενετική μηχανική εφαρμόζεται ευρέως για την παραγωγή ανασυνδυασμένων μικροοργανισμών που είναι ικανοί να παράγουν οικονομικά χρήσιμα προϊόντα, ιδίως πρωτεΐνες και ένζυμα. Έλεγχος περιβαλλοντικής ρύπανσης (βιοαποκατάσταση), ανάκτηση μετάλλων (βιοεξόρυξη), παραγωγή συνθετικών πολυμερών κ.λπ.είναι επίσης εφικτά σε βιομηχανίες που χρησιμοποιούν γενετικά τροποποιημένους μικροοργανισμούς. Στην έρευνα, η γενετική μηχανική χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ζωικών μοντέλων ορισμένων ανθρώπινων ασθενειών. Τα γενετικά τροποποιημένα ποντίκια είναι το πιο δημοφιλές ζωικό μοντέλο που χρησιμοποιείται από ερευνητές για να μελετήσουν και να βρουν θεραπείες για καρκίνους, παχυσαρκία, καρδιακές παθήσεις, διαβήτη, αρθρίτιδα, κατάχρηση ουσιών, άγχος, γήρανση, νόσο Πάρκινσον κ.λπ.
Τι είναι η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA;
Η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA είναι η τεχνολογία που εμπλέκεται στην παρασκευή ενός μορίου ανασυνδυασμένου DNA που φέρει DNA δύο διαφορετικών ειδών (φορέα και ξένο DNA) και την κλωνοποίηση. Αυτό επιτυγχάνεται με ένζυμα περιορισμού και ένζυμο DNA λιγάση. Οι περιοριστικές ενδονουκλεάσες είναι ένζυμα κοπής DNA που βοηθούν στον διαχωρισμό των ενδιαφερόμενων θραυσμάτων DNA από έναν οργανισμό και στο άνοιγμα φορέων, κυρίως πλασμιδίων. Η DNA λιγάση είναι ένα ένζυμο που διευκολύνει την ένωση διαχωρισμένου θραύσματος DNA με ανοιχτό φορέα για τη δημιουργία ενός ανασυνδυασμένου DNA. Η κατασκευή ενός ανασυνδυασμένου DNA (ενός φορέα που αποτελείται από ξένο DNA) εξαρτάται κυρίως από τον φορέα που χρησιμοποιείται. Ο επιλεγμένος φορέας θα πρέπει να είναι ικανός αυτο-αντιγραφής με οποιοδήποτε τμήμα DNA ομοιοπολικά συνδεδεμένο σε αυτό, σε κατάλληλο κύτταρο ξενιστή. Θα πρέπει επίσης να περιέχει κατάλληλες θέσεις κλωνοποίησης και επιλέξιμους δείκτες για διαλογή. Στην τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA, οι φορείς που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι πλασμίδια βακτηρίων και βακτηριοφάγων (ιοί που μολύνουν βακτήρια).
Εικόνα_02: Σύνθεση Ανασυνδυασμένου DNA
Το ανασυνδυασμένο DNA παράγεται με σκοπό τη δημιουργία νέων πρωτεϊνών, τη μελέτη των δομών και των λειτουργιών των γονιδίων, τον χειρισμό των πρωτεϊνικών ιδιοτήτων, τη συλλογή μεγάλων ποσοτήτων πρωτεϊνών, κ.λπ. Επομένως, το συντιθέμενο ανασυνδυασμένο DNA πρέπει να αντιγράφεται και να εκφράζεται μέσα στον ξενιστή. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA περιλαμβάνει ολόκληρη τη διαδικασία που συμβαίνει στη γενετική μηχανική, ξεκινώντας από το στάδιο της απομόνωσης του συγκεκριμένου DNA έως τον έλεγχο των μετασχηματισμένων κυττάρων που αποτελούνται από το εισαγόμενο χαρακτηριστικό. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA και η γενετική μηχανική μπορούν να θεωρηθούν ως δύο αλληλένδετες διαδικασίες με έναν κύριο στόχο με παρόμοια βήματα: απομόνωση ενδιαφέροντος ενθέματος DNA, επιλογή κατάλληλου φορέα, εισαγωγή ένθετου DNA (ξένο DNA) σε φορέα για σχηματισμό μορίου ανασυνδυασμένου DNA, εισαγωγή μορίου ανασυνδυασμένου DNA σε κατάλληλο ξενιστή και επιλογή μετασχηματισμένων κυττάρων ξενιστών.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της Γενετικής Μηχανικής και της Τεχνολογίας Ανασυνδυασμένου DNA;
Γενετική μηχανική εναντίον τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA |
|
| Γενετική μηχανική είναι ένας ευρύς όρος που αναφέρεται στη διαδικασία που χρησιμοποιείται για τον χειρισμό της γενετικής δομής ενός οργανισμού. | Η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA είναι η τεχνική που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός μορίου ανασυνδυασμένου DNA που φέρει DNA δύο διαφορετικών ειδών. |
| Σύνθεση Ανασυνδυασμένου DNA | |
| Παράγεται ανασυνδυασμένο DNA | Παράγεται ανασυνδυασμένο μόριο DNA. |
Σύνοψη – Γενετική Μηχανική εναντίον Τεχνολογίας Ανασυνδυασμένου DNA
Η γενετική μηχανική είναι ένας τομέας της μοριακής βιολογίας που ασχολείται με τον χειρισμό του γενετικού υλικού (DNA) ενός οργανισμού για πολύτιμα χαρακτηριστικά. Η τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA είναι οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ανασυνδυασμένου DNA. Κατά τη διάρκεια και των δύο διαδικασιών, λαμβάνει χώρα χειρισμός του γενετικού υλικού ενός οργανισμού. Αν και υπάρχει διαφορά μεταξύ της γενετικής μηχανικής και της τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA, είναι αλληλένδετα και η γενετική μηχανική θα ήταν αδύνατη χωρίς τη χρήση τεχνολογίας ανασυνδυασμένου DNA.
