Разлика между генното инженерство и рекомбинантната ДНК технология

Ключова разлика - генетично инженерство срещу рекомбинантна ДНК технология
 

Генетичните материали на организмите могат да бъдат променяни с помощта на техники за генно инженерство или рекомбинантна ДНК технология. Рекомбинантната ДНК технология е процесът, използван за създаване на рекомбинантна ДНК молекула, която носи интересуващата се ДНК и векторна ДНК, докато генното инженерство е широко понятие, използвано за описание на процесите, участващи в манипулирането на генетичната структура на организма. Това е ключовата разлика между генетичното инженерство и рекомбинантната ДНК технология.

СЪДЪРЖАНИЕ
1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е генетично инженерство
3. Какво е рекомбинантна ДНК технология
4. Паралелно сравнение - Генетично инженерство срещу рекомбинантна ДНК технология
5. Резюме

Какво е генетично инженерство?

Генетичното инженерство е широко понятие, използвано за обозначаване на набор от техники, участващи в манипулирането на генетичния състав на организма. Генетичното инженерство се извършва под инвитро условия (извън жив организъм, в контролирана среда).

Гените са кодирани за протеини и други протеинови прекурсори, които са от съществено значение за растежа и развитието. Когато учените искат да изучават генното подреждане, експресията, регулацията на ген и т.н., те въвеждат този конкретен ген в бактерията гостоприемник, която е способна да репликира вмъкнатия ген и да направи множество копия на желания ген, използвайки рекомбинантна ДНК технология. Тя включва изрязване на специфични фрагменти от ДНК, въвеждането им в различен организъм и експресирането им в трансформирания организъм. Генетичният състав на организма се променя при въвеждането на чужда ДНК. Затова се нарича генетично инженерство (генетична манипулация с помощта на съвременни техники). Когато се манипулира генетичният състав на организма, характеристиките на организма се променят. Характеристиките могат да бъдат подобрени или модифицирани, за да доведат до желани промени в организмите.

Има няколко основни стъпки в генното инженерство. Това са именно разцепване и пречистване на ДНК, производство на рекомбинантна ДНК (рекомбинантна вектор), трансформация на рекомбинантна ДНК в гостоприемник, размножаване на гостоприемника (клониране) и скрининг за трансформирани клетки (правилни фенотипове).

Генетичното инженерство е приложимо за широк спектър от организми, включително растения, животни и микроорганизми. Например, трансгенните растения могат да бъдат произведени чрез въвеждане на полезни характеристики като устойчивост на хербициди, устойчивост на засушаване, висока хранителна стойност, бързорастяща, устойчивост на насекоми, поносимост към потопяване и др., Като се използва растителна генетична техника. Думата трансгенен се отнася до генетично модифицирани организми. Производството на трансгенни култури с подобрени характеристики вече е възможно поради генното инженерство. Трансгенни животни също могат да бъдат произведени за производство на фармацевтични продукти за хора, както е показано на Фигура 01.

Фигура_1: Генно инженерни животни

Генетичното инженерство има широко приложение в биотехнологиите в областта на медицината, научните изследвания, селското стопанство и промишлеността. В медицината генното инженерство се включва в генната терапия и производството на човешки хормони на растежа, инсулин, различни лекарства, синтетични ваксини, човешки албумини, моноклонални антитела и др. В селското стопанство генетично модифицираните култури като соя, царевица, памук и други култури с някои ценни характеристики са направени с помощта на генно инженерство. В индустрията генното инженерство се прилага широко за производството на рекомбинантни микроорганизми, които са способни да произвеждат икономически полезни продукти, особено протеини и ензими. Контролът върху замърсяването на околната среда (биоремедиация), възстановяването на метали (биоминиране), производството на синтетични полимери и др. Също е възможно в промишлеността, използваща генетично модифицирани микроорганизми. В научните изследвания генното инженерство се използва за създаване на животински модели на определени човешки заболявания. Генетично модифицираните мишки са най-популярният животински модел, използван от изследователите за проучване и намиране на терапии за рак, затлъстяване, сърдечни заболявания, диабет, артрит, злоупотреба с вещества, тревожност, стареене, болест на Паркинсон и т.н..

Какво е рекомбинантна ДНК технология?

Рекомбинантната ДНК технология е технологията, участваща в получаването на рекомбинантна ДНК молекула, която носи ДНК от два различни вида (векторна и чужда ДНК) и клонирането. Това се осъществява чрез рестрикционни ензими и ензим ДНК лигаза. Рестрикционните ендонуклеази са ензими за рязане на ДНК, които помагат за отделяне на заинтересованите ДНК фрагменти от организма и отваряне на вектори, главно плазмиди. ДНК лигазата е ензим, който улеснява присъединяването на отделен ДНК фрагмент с отворен вектор, за да се създаде рекомбинантна ДНК. Получаването на рекомбинантна ДНК (вектор, състоящ се от чужда ДНК) зависи главно от използвания вектор. Избраният вектор трябва да е способен да се самовъзпроизвежда с всеки ДНК сегмент, ковалентно прикрепен към него, в подходяща гостоприемна клетка. Той трябва също да съдържа подходящи места за клониране и избираеми маркери за скрининг. В рекомбинантната ДНК технология често използваните вектори са плазмиди от бактерии и бактериофаги (вируси, заразили бактерии).

Фигура_02: Синтез на рекомбинантна ДНК

Рекомбинантната ДНК се произвежда с цел създаване на нови протеини, изучаване на генни структури и функции, манипулиране на протеиновите свойства, събиране на големи количества протеини и др. Следователно синтезираната рекомбинантна ДНК трябва да се репликира и експресира вътре в гостоприемника. Следователно, рекомбинантната ДНК технология включва целия процес, който се случва в генното инженерство, като се започне от етапа на изолиране на специфичната ДНК до скрининга на трансформирани клетки, състоящ се от въведената характеристика. Следователно, рекомбинантната ДНК технология и генното инженерство могат да се разглеждат като два взаимосвързани процеса с една основна цел с подобни стъпки: изолиране на интересна ДНК вмъкване, избор на подходящ вектор, въвеждане на ДНК вложка (чужда ДНК) във вектор за образуване на рекомбинантна ДНК молекула , въвеждане на рекомбинантна ДНК молекула в подходящ гостоприемник и селекция на трансформирани гостоприемни клетки.

Каква е разликата между генетичното инженерство и рекомбинантната ДНК технология?

Генетично инженерство срещу рекомбинантна ДНК технология
Генетичното инженерство е широко понятие, което се отнася до процеса, който се използва за манипулиране на генетичната структура на организма.	Рекомбинантната ДНК технология е техниката, използвана за създаване на рекомбинантна ДНК молекула, носеща ДНК от два различни вида.
Синтез на рекомбинантна ДНК
Произвежда се рекомбинантна ДНК	Получава се рекомбинантна ДНК молекула.

Обобщение - Генетично инженерство срещу рекомбинантна ДНК технология

Генетичното инженерство е област на молекулярната биология, която се занимава с манипулирането на генетичния материал (ДНК) на организма за ценни характеристики. Рекомбинантната ДНК технология е техниките, използвани за получаване на рекомбинантна ДНК. По време на двата процеса се извършва манипулация на генетичния материал на организма. Въпреки че има разлика между генното инженерство и рекомбинантната ДНК технология, те са взаимосвързани и генното инженерство би било невъзможно без използването на рекомбинантна ДНК технология.

справка:
1. Key, Suzie, Julian K-C Ma и Pascal MW Drake. „Генетично модифицирани растения и здраве на хората.“ Списание на Кралското дружество по медицина. Кралското общество по медицина, 01 юни 2008 г. 21 февруари 2017г
2. "Рекомбинантна ДНК." OMICS International. Издателска група OMICS, н.д. Web. 22 февруари 2017г.

С любезност на изображенията:
1. „Рекомбинантна ДНК“ от Tinastella - Собствена работа (Public Domain) през Commons Wikimedia
2. „Генетично инженерни животни“ от американската администрация за храни и лекарства чрез Flickr