1- Jak Przekształcić DNA Żywego Organizmu ? Flashcards
Inżynieria genetyczna
Eksperymentalna dziedzina nauki, która wykorzystuje różnorodne techniki manipulowania (rekombinowania) DNA w celu uzyskania pożądanych zmian w organizmach.
Np. Więcej jakiejś witaminy
Narzędzia inżynierii
Technika klonowania
Rekombinowanie DNA
Uzyskiwanie wielu kopii dowolnego fragmentu DNA
Tworzenie nowych kombinacji materiału genetycznego ( łączenie fragmentów DNA pochodzących z różnych organizmów)
Rekombinowanie cząsteczki DNA
- Izolacja fragmentu DNA (genu) z komórki
- Odpowiednie przygotowanie
- Wprowadzenie do organizmu obcego ( w którym ten gen nie występuje)
Wynik: białko na bazie zrekombinowanego DNA
( BIAŁKO REKOMBINOWANE - nawet jeśli identyczne z nat)
Procesy wprowadzania genów
Komórki bakteryjne - TRANSFORMACJA
Komórki eukariotyczne - TRANSFEKCJA
Wektory
- Specjalne przenośniki używane aby skutecznie wprowadzić gen do komórki gospodarza
- Zdolne do replikacji ( chroni przed uznaniem za obcy = DEGRADACJĄ)
- Cel: włączanie do genu gospodarza i podleganie replikacji, transkrypcji i translacji wraz z nim IF THAT HAPPENS= gospodarz przeprowadza syntezę białka.
Przykłady : Plazmidy, wirusy ( + bakteriofagi), wektory drożdżowe
Wektory - Plazmidy
- Małe, kuliste cząsteczki DNA
- Replikacja przebiega niezależnie od materiału genetycznego zawartego w głównym chromosomie
- U bakterii ( komórki drożdży - 1 Plazmid)
- Wprowadzenie określonego genu do plazmidu -> wprowadzenie plazmidu do bakterii
Wektory - Bakteriofagi (fagi)
- Wirusy atakujące bakterie
- Popularny: fag lambda - po wniknięciu do bakterii może przejść w CYKL LITYCZNY ( end = śmierć komórki bakteryjnej)
- CYKL LIZOGENICZNY ( do przenoszenia genów) - wirus jest nieaktywny, jego DNA włącza się w DNA bakterii -> razem podlegają replikacji ( WYKORZYSTYWANY DO PRZENOSZENIA GENÓW ZA POMOCĄ FAGÓW)
Obcy DNA -> do faga lambda -> zrekombinowane cząsteczki wirusowe infekują komórki bakterii -> namnożenie faga -> komórki się rozpadają -> uwalniają mln zrekombinowych cząsteczek fagowych
Wektory - Adenowirusy
Adenowirusy - duży genom, zbudowany z dwuniciowego DNA, wywołują: łagodne schorzenia układu oddechowego i przewodu pokarmowego, atakują dzielące i niedzielące się komórki, najbardziej wydajne wektory wykorzystywane do transfery obcych genów u ssaków, można wprowadzać duże geny
Wada: przejściowa ekspresja wprowadzonych genów( nieintegruja z genomem gospodarza), mogą być toksyczne dla komórki
Wektory - Retrowirusy
- Bardziej efektywne od adenowirusów , bo wydajnie wnikają do większości komórek gospodarza
- Nie wywołują odpowiedzi immunologicznej
- Integrują się z chromosomem gospodarza
Wada: infekują tylko komórki dzielące się, trudne do uzyskania
Wektory drożdżowe
Np. Sztuczny chromosom drożdżowy YAC
- do komórek eukariotycznych
- YAC np. Saccharomyces cerevisiae
- zaleta: obecność jądra i mitochondriów typowych dla eukariotów
Geny markerowe
- Sprawdzenie czy wprowadzenie wektora do komórki powiodło się , bo eukariotyczne i prokariotyczne się od siebie różnią
- warunkują określone cechy wektora np. Odporność na antybiotyki ( jeśli organizm gospodarza nabył cechę = wektor został wprowadzony)
Dzięki temu może nastąpić SELEKCJA- rozpoznanie komórek, które zawierają interesujący gen
Sposoby wprowadzania obcego DNA - metoda Agroinfekcji
- wykorzystywanie naturalnej zdolności bakterii glebowych Agrobacterium tumefaciens do infekowania roślin ( zawiera plazmid Ti - niewielki fragment w czasie infekcji roślin włącza się do jej DNA i podporządkowuje je sobie tak aby bakteria miała dogodne warunki rozwoju) -> dlatego plazmid Ti jako wektor.
Odcinek DNA -> wprowadzony do plazmidu Ti -> bakteria z tym plazmidem infekuje roślinę
UŻYWANA : - modyfikowanie roślin w celu poprawy ich jakości czy zwiększenia plonów
Wprowadzanie bezwektorowe - Mikroiniekcja
DNA wprowadza się bezpośrednio do jądra komórkowego za pomocą szklanej mikroigły
Wprowadzanie bezwektorowe -Elektroporacja
- Poddanie działaniu impulsów elektrycznych mieszaniny plazmidów( z wbudowanym genem) oraz komórek roślinnych pozbawionych ścian komórkowych -> błony na chwile stają się przepuszczalne i plazmidy mogą przez nie wniknąć do środka
Wprowadzanie bezwektorowe - Mikrowstrzeliwanie DNA (bombardowanie/metoda biolistyczna)
- Mikroskopijne kulki wykonane z wolframu lub złota opłaszcza się DNA i przy użyciu DZIAŁA GENOWEGO (armatki genowej) wstrzeliwuje się w komórkę z dużą prędkością
- Prosta, wydajna, pozwala na wprowadzenie DNA do komórek ( inne metody są nieskuteczne Np - agroinfekcja)
- Używa się do gatunków roślin uprawnych -
Kukurydzy, Soi, Ryżu - Mikrowstrzeliwanie DNA wykorzystuje się także w komórek zwierzęcych
