Różnica między wybieralnym markerem a genem reportera

Kluczowa różnica - wybieralny marker kontra gen reportera
 

Technika inżynierii genetycznej służy do przenoszenia ważnych genów z organizmu na inny organizm. Wstawienie obcego genu do genomu innego organizmu i spowodowanie jego ekspresji w komórce gospodarza to najtrudniejsze etapy przenoszenia genu. Aby wykryć powodzenie procesu transformacji, w rekombinowanej cząsteczce stosuje się marker selekcyjny i gen reporterowy. Markerem selekcyjnym jest sekwencja DNA lub gen, który eksprymuje i wybiera transformowane komórki z nietransformowanych komórek. Gen reporterowy to kolejny gen, który służy do rozróżnienia transformowanych komórek oraz do kwantyfikacji lub wykrycia, jak wstawiony gen działa w gospodarzu. Kluczową różnicą między markerem selekcyjnym a genem reporterowym jest to, że marker selekcyjny służy do przeszukiwania nietransformowanych komórek i sygnalizowania transformowanych komórek, podczas gdy gen reporterowy służy do ilościowego określenia poziomu ekspresji genu w gospodarzu.

ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest Marker do wyboru
3. Co to jest gen reportera
4. Porównanie obok siebie - wybieralny marker kontra gen reporterowy
5. Podsumowanie

Co to jest marker do wyboru?

W inżynierii genetycznej gen będący przedmiotem zainteresowania jest wstawiany do odpowiedniego wektora i transformowany w organizmy gospodarza. Jednak transformacja jest udana tylko w kompetentnych komórkach gospodarza i istnieje możliwość odrzucenia przez komórki gospodarza obcego DNA. Dlatego różnicowanie transformowanych i nietransformowanych komórek jest ważne, aby kontynuować dalsze eksperymenty. Dlatego naukowcy włączają gen wektora selekcyjnego do wektora w celu łatwej selekcji transformowanych komórek z nietransformowanych komórek. Markerem selekcyjnym jest sekwencja DNA, szczególnie gen przydatny w identyfikacji transformowanych komórek. Ten gen markerowy wykazuje cechę, która odpowiada sztucznej selekcji transformowanych komórek z nietransformowanych komórek na pożywce.

Najczęstszymi markerami selekcyjnymi stosowanymi w biologii molekularnej są geny oporne na antybiotyki. Gen oporności na antybiotyk jest wstawiany do wektora i transformowany do komórek gospodarza, szczególnie do bakterii gospodarza. Ten konkretny antybiotyk jest włączony do pożywki bakteryjnej. Ze względu na obecność markera selekcyjnego, w warunkach selekcji, tylko komórki zawierające odpowiedni marker selekcyjny mogą przeżyć. Nie transformowane komórki nie są zdolne do wzrostu w pożywce zawierającej antybiotyk. Dlatego ze względu na marker selekcyjny, który jest oporny na antybiotyki, transformowane komórki można łatwo zidentyfikować.

Geny, które nadają cechy antymetabolitów, herbicydy są stosowane jako selektywne markery w wektorach do klonowania w inżynierii genetycznej roślin. Jednak ta kotransformacja markerów selektywnych w organizmy zmodyfikowane genetycznie ma negatywny wpływ na środowisko i człowieka. Uwalnianie bakterii opornych na antybiotyki może zwiększyć oporność na antybiotyki ludzkich patogenów. Może zanieczyścić produkt lub biomasę antybiotykami i może stracić presję selekcyjną w wyniku degradacji i inaktywacji antybiotyków.

Rycina 01: Wektor plazmidowy do transferu genu z markerem selekcyjnym

Co to jest gen reporterowy?

Geny reporterowe to geny umożliwiające wykrycie lub pomiar ekspresji wstawionego genu. Te geny reporterowe mogą być dołączone do sekwencji regulatorowych genu będącego przedmiotem zainteresowania, aby zasygnalizować lokalizację lub poziomy ekspresji. Dlatego podczas ekspresji genów pod tym samym promotorem są one transkrybowane do pojedynczej sekwencji mRNA, a następnie translowane do białka, które może wskazywać na poziom ekspresji genów.

Geny reporterowe są różnych typów i zawierają wizualnie identyfikowalne cechy, które zwykle są zaangażowane w białka fluorescencyjne i luminescencyjne. Geny, które kodują białko i enzymy fluorescencyjne, przekształcają niewidoczne substraty w produkty luminescencyjne lub kolorowe, sygnalizując skuteczną ekspresję genów i dając możliwość kwantyfikacji ekspresji genów.

Rycina 02: Wyrażenie genów reportera

Jaka jest różnica między markerem do wyboru a genem reportera?

Marker do wyboru vs gen reportera
Marker selekcyjny to rodzaj sekwencji DNA, która pomaga rozróżnić transformowane komórki za pomocą nietransformowanych komórek.	Gen reporterowy jest genem, który pomaga oszacować ekspresję pożądanego genu wstawionego do komórki gospodarza.
Charakter produkowanych jednostek
Geny są kodowane za pomocą cech, które pomagają w sztucznej selekcji na podłożach wzrostowych.	Geny są kodowane za pomocą wizualnie identyfikowalnych cech.
Stosowanie
Geny oporności na antybiotyki, geny antymetabolitowe, geny oporności na herbicydy itp. Są przykładami markera selekcyjnego.	Geny kodują białko zielonej fluorescencji, β-glukuronidazę, acetylotransferazę chloramfenikolu, białko czerwonej fluorescencji itp..

Podsumowanie - wybieralny marker kontra gen reportera

Markery selekcyjne pozwalają na wzrost transformowanych komórek w pożywkach selektywnych z dodatkiem konkretnego antybiotyku lub herbicydu. Służą do wczesnej selekcji transformowanych komórek. Geny reporterowe są stosowane do ilościowego określenia poziomu ekspresji żądanego wstawionego genu. Pozwalają także na różnicowanie transformowanych i nietransformowanych komórek. Jest to różnica między markerem selekcyjnym a genem reporterowym. Zarówno marker selekcyjny, jak i gen reporterowy są uważane za ważne markery w inżynierii genetycznej.

Bibliografia:
1. Ziemienowicz, Alicja. „Roślinne markery selekcyjne i geny reporterowe.” SpringerLink. Springer-Verlag, n.d. Sieć. 23 marca 2017 r.
2. Shih, Chen-Han, Hsiao-Yin Chen, Hung-Chieh Lee i Huai-Jen Tsai. „Fioletowy gen chromoproteinowy służy jako nowy marker selekcyjny w transgenezie mikroalgi Nannochloropsis oculata.” PLOS ONE. Public Library of Science, n.d. Sieć. 25 marca 2017 r

Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „Plazmid z wkładką” Michael Jeltsch - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia
2. „Gen reporterowy” Autor: TransControl na en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia