Razlika med izbirnim markerjem in Reporter Gene

Ključna razlika - Izbirni Marker vs Reporter Gene
 

Tehnika genskega inženiringa se uporablja za prenos pomembnih genov iz organizma v drug organizem. Vstavljanje tujega gena v genom drugega organizma in njegovo izražanje v gostiteljski celici sta najtežja koraka pri prenosu genov. Za zaznavanje uspešnosti procesa transformacije se v rekombinantni molekuli uporabljata izbirni marker in reporterski gen. Izbirni marker je zaporedje DNK ali gen, ki izraža in preoblikuje transformirane celice iz ne-transformiranih celic. Reporterski gen je drug gen, ki se uporablja za razlikovanje transformiranih celic in za količinsko opredelitev ali zaznavanje delovanja vstavljenega gena znotraj gostitelja. Ključna razlika med izbirnim markerjem in reporterjskim genom je, da je izbirni marker se uporablja za presejanje ne-transformiranih celic in signaliziranje transformiranih celic, medtem ko se reporterski gen uporablja za količinsko določitev stopnje izražanja genov v gostitelju.

VSEBINA
1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je izbirni označevalec
3. Kaj je Reporter Gene
4. Primerjava ob strani - Izbirni marker proti Reporter Gene
5. Povzetek

Kaj je izbirni označevalec?

V genetskem inženiringu se zanimivi gen vstavi v ustrezen vektor in ga pretvori v organizme gostiteljice. Vendar je transformacija uspešna samo v pristojnih gostiteljskih celicah in obstaja možnost, da gostiteljske celice zavrnejo prevzem tujih DNK. Zato je pomembno nadaljevati nadaljnje eksperimentiranje diferenciacije transformiranih in ne-transformiranih celic. Zato raziskovalci vključijo izbirni markerski gen v vektor za enostavno izbiro transformiranih celic iz ne-transformiranih celic. Izbirni marker je zaporedje DNA, zlasti gen, uporaben pri identifikaciji transformiranih celic. Ta markerski gen ima lastnost, ki ustreza umetnemu izboru transformiranih celic iz ne-transformiranih celic na mediju.

Najpogostejši izbirni markerji, ki se uporabljajo v molekularni biologiji, so geni, odporni na antibiotike. Gen za odpornost proti antibiotikom se vstavi v vektor in ga transformira v gostiteljske celice, zlasti v gostiteljsko bakterijo. Ta določen antibiotik je vgrajen v rastni medij bakterije. Zaradi prisotnosti selektivnega markerja lahko pod selektivnimi pogoji preživijo samo celice, ki vsebujejo ustrezen izbirni marker. Nepreoblikovane celice ne morejo rasti v mediju, ki vsebuje antibiotike. Zato se transformirane celice zaradi izbirnega markerja, ki je odporen na antibiotike, zlahka prepoznajo.

Geni, ki dajejo lastnosti antimetabolitov, herbicide uporabljajo kot selektivne markerje pri kloniranju vektorjev v genskem inženiringu rastlin. Vendar ima ta kotransformacija selektivnih markerjev v gensko spremenjene organizme negativne učinke na okolje in človeka. Sproščanje bakterij, odpornih na antibiotike, lahko poveča upornost antibiotikov na patogene. Z antibiotiki lahko okuži izdelek ali biomaso in izgubi selektivni tlak zaradi razgradnje in inaktivacije antibiotikov.

Slika 01: Vektor plazmida za prenos genov z izbirnim markerjem

Kaj je Reporter Gene?

Reporterski geni so geni, ki omogočajo odkrivanje ali merjenje vstavljene genske ekspresije. Ti reporterski geni so lahko pritrjeni na regulativne sekvence gena, ki nas zanima, da signalizirajo mesto ekspresije ali ravni. Zato se med ekspresijo genov pod istim promotorjem prepisujejo v eno zaporedje mRNA in nato prevedejo v protein, kar lahko kaže na stopnjo ekspresije gena.

Reporterski geni so različnih vrst in vsebujejo vizualno prepoznavne značilnosti, ki so običajno vključene v fluorescentne in luminiscenčne proteine. Geni, ki kodirajo fluorescenčni protein in encime, nevidne substrate pretvorijo v luminiscenčne ali obarvane izdelke s signalizacijo o uspešni ekspresiji gena in dajo možnost za količinsko določitev genske ekspresije.

Slika 02: Reporter Genska ekspresija

Kakšna je razlika med Izbirnim markerjem in Reporter Gene?

Izbirni Marker vs Reporter Gene
Izbirni marker je neke vrste zaporedja DNK, ki pomaga razlikovati transformirane celice z ne-transformiranimi celicami.	Reporter gen je gen, ki pomaga kvantificirati izražanje želenega gena, vstavljenega v gostiteljsko celico.
Narava proizvedenih enot
Geni so kodirani z lastnostmi, ki pomagajo pri umetni selekciji na rastočih medijih.	Geni so kodirani z vizualno prepoznavnimi lastnostmi.
Uporaba
Geni za odpornost proti antibiotikom, geni za antimetabolit, geni za odpornost na herbicide itd. So primeri za selekcijski marker.	Primeri genov za zeleno fluorescentno beljakovino, β-glukuronidazo, kloramfenikol acetiltransferazo, rdeči fluorescenčni protein itd..

Povzetek - Izbirni marker proti Reporter Gene

Izbirni markerji omogočajo, da transformirane celice rastejo v selektivnih medijih, doziranih s posebnim antibiotikom ali herbicidom. Uporabljajo se za zgodnjo selekcijo transformiranih celic. Reporterski geni se uporabljajo za količinsko določitev stopnje ekspresije želenega vstavljenega gena. Prav tako omogočajo razlikovanje transformiranih in ne-transformiranih celic. To je razlika med izbirnim markerjem in reporterjskim genom. Izbirni marker in reporterski gen veljata za pomembna markerja v genskem inženiringu.

Reference:
1. Ziemienowicz, Alicja. "Rastlinski selekcijski markerji in reporterski geni." SpringerLink. Springer-Verlag, n.d. Splet. 23. mar. 2017.
2. Shih, Chen-Han, Hsiao-Yin Chen, Hung-Chieh Lee in Huai-Jen Tsai. "Vijolični kromoproteinski gen služi kot nov selekcijski marker za transgenezo mikroalge Nannochloropsis oculata." PLOS ONE. Javna knjižnica znanosti, n.d. Splet. 25. mar. 2017

Vljudnost slik:
1. "Plazmid z vstavkom" avtor: Michael Jeltsch - Lastno delo (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia
2. "Reporter gen" TransControl pri en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia