הבדל מפתח – מרקר לבחירה לעומת גן כתב
טכניקת הנדסה גנטית משמשת להעברת גנים חשובים מאורגניזם לאורגניזם אחר. החדרת גן זר לגנום של אורגניזם אחר והבאתו לביטוי בתוך התא המארח הם השלבים הקשים ביותר בהעברת גנים. כדי לזהות את הצלחת תהליך הטרנספורמציה, נעשה שימוש בסמן לבחירה ובגן מדווח במולקולה הרקומביננטית. סמן הניתן לבחירה הוא רצף DNA או גן המבטא ובוחר את התאים שעברו טרנספורמציה מהתאים הלא-מומרים. גן מדווח הוא גן אחר המשמש להבחין בין תאים שעברו טרנספורמציה וכדי לכמת או לזהות כיצד הגן המוחדר מתפקד בתוך המארח.ההבדל העיקרי בין הסמן הניתן לבחירה לגן הכתב הוא שהסמן הניתן לבחירה משמש לסינון התאים הלא שעברו טרנספורמציה ולאותת לתאים שעברו טרנספורמציה בעוד שגן הכתב משמש לכימות רמת ביטוי הגנים בתוך המארח.
מהו סמן לבחירה?
בהנדסה גנטית, הגן המעניין מוחדר לווקטור מתאים והופך לאורגניזמים מארח. עם זאת, הטרנספורמציה מצליחה רק בתאי המארח המוסמכים, וקיימת אפשרות של תאי מארח לדחות את קליטת ה-DNA הזר. לכן, הבחנה של התאים שעברו טרנספורמציה והלא שעברו טרנספורמציה חשובה כדי להמשיך בניסויים נוספים. לפיכך, החוקרים משלבים גן סמן הניתן לבחירה לוקטור לבחירה קלה של התאים שעברו טרנספורמציה מתאי לא שעברו טרנספורמציה. סמן הניתן לבחירה הוא רצף DNA, במיוחד גן שימושי בזיהוי התאים שעברו טרנספורמציה. גן הסמן הזה מציג תכונה המתאימה לבחירה מלאכותית של תאים שעברו טרנספורמציה מתאי לא שעברו טרנספורמציה על גבי מדיה.
הסמנים הנבחרים הנפוצים ביותר המשמשים בביולוגיה מולקולרית הם גנים עמידים לאנטיביוטיקה. גן עמידות לאנטיביוטיקה מוחדר לווקטור והופך לתאי מארח במיוחד לחיידק המארח. האנטיביוטיקה המסוימת הזו משולבת במצע הגידול של החיידק. בשל נוכחותו של הסמן הסלקטיבי, בתנאים הסלקטיביים, רק תאים המכילים את הסמן הניתן לבחירה המתאים יכולים לשרוד. תאים לא שעברו טרנספורמציה אינם מסוגלים לגדול בתווך המכיל אנטיביוטיקה. לכן, בשל הסמן הניתן לבחירה שהוא עמיד לאנטיביוטיקה, תאים שעברו טרנספורמציה מזוהים בקלות.
גנים המקנים תכונות לאנטי-מטבוליטים, קוטלי עשבים משמשים כסמנים סלקטיביים בשיבוט וקטורים בהנדסה גנטית צמחית. עם זאת, טרנספורמציה משותפת זו של סמנים סלקטיביים לאורגניזמים מהונדסים גנטית היא בעלת השפעות שליליות על הסביבה והאדם. שחרור של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה יכול להגביר את העמידות לאנטיביוטיקה של פתוגנים אנושיים.זה יכול לזהם את המוצר או הביומסה על ידי אנטיביוטיקה ויכול לאבד את הלחץ הסלקטיבי כתוצאה מפירוק אנטיביוטיקה ואי-אקטיבציה.
איור 01: וקטור פלסמיד להעברת גנים עם סמן ניתן לבחירה
מהו גן כתב?
גנים מדווחים הם גנים המאפשרים זיהוי או מדידה של ביטוי הגנים המוכנס. גנים מדווחים אלה יכולים להיות מחוברים לרצפים רגולטוריים של הגן המעניין כדי לאותת על מיקום או רמות הביטוי. לכן, במהלך הביטוי של גנים תחת אותו מקדם, הם משועתקים לרצף mRNA בודד ולאחר מכן מתורגמים לחלבון שיכול להצביע על רמת ביטוי הגנים.
גנים של כתבים הם מסוגים שונים, והם מכילים מאפיינים הניתנים לזיהוי ויזואלית, המעורבים בדרך כלל בחלבונים ניאון וזוהר.גנים המקודדים חלבון פלואורסצנטי ואנזימים, ממירים מצעים בלתי נראים למוצרים זוהרים או צבעוניים על ידי איתות לביטוי הגנים המוצלח ומתן הזדמנות לכימות של ביטוי הגנים.
איור 02: ביטוי גנים של כתב
מה ההבדל בין מרקר לבחירה ל-Reporter Gene?
Marker לבחירה לעומת Reporter Gene |
|
| סמן ניתן לבחירה הוא סוג של רצף DNA שעוזר להבחין בין תאים שעברו טרנספורמציה עם תאים לא שעברו טרנספורמציה. | גן Reporter הוא גן שעוזר לכמת את הביטוי של הגן הרצוי המוכנס לתא המארח. |
| טבע היחידות המיוצרות | |
| הגנים מקודדים עם מאפיינים המסייעים בבחירה מלאכותית במדיות גידול. | הגנים מקודדים עם מאפיינים הניתנים לזיהוי חזותי. |
| שימוש | |
| גנים של עמידות לאנטיביוטיקה, גנים נגד מטבוליטים, גנים של עמידות לקוטלי עשבים וכו' הם דוגמאות לסמן הניתן לבחירה. | קוד הגנים לחלבון פלואורסצנטי ירוק, β-glucuronidase, Chloramphenicol acetyltransferase, חלבון פלואורסצנטי אדום וכו' הן דוגמאות. |
סיכום – מרקר ניתן לבחירה לעומת Reporter Gene
סמנים ניתנים לבחירה מאפשרים לתאים שעברו טרנספורמציה לגדול במדיה סלקטיבית במינון אנטיביוטי או קוטל עשבים מסוים. הם משמשים לבחירה מוקדמת של תאים שעברו טרנספורמציה.גנים מדווחים משמשים כדי לכמת את רמת הביטוי של הגן הרצוי שהוכנס. הם גם מאפשרים את ההתמיינות של תאים שעברו טרנספורמציה ולא שעברו טרנספורמציה. זה ההבדל בין סמן לבחירה לגן כתב. גם הסמן הניתן לבחירה וגם הגן המדווח נחשבים לסמנים חשובים בהנדסה גנטית.
