Ključna razlika – genetski inženjering naspram tehnologije rekombinantne DNK
Genetski materijali organizama mogu se mijenjati korištenjem tehnika genetskog inženjeringa ili tehnologije rekombinantne DNK. Tehnologija rekombinantne DNK je proces koji se koristi za stvaranje rekombinantne DNK molekule koja nosi DNK od interesa i vektorsku DNK, dok je genetski inženjering širok pojam koji se koristi za opisivanje procesa uključenih u manipulaciju genetskom strukturom organizma. Ovo je ključna razlika između genetskog inženjeringa i tehnologije rekombinantne DNK.
Šta je genetski inženjering?
Genetski inženjering je širok pojam koji se koristi za označavanje skupa tehnika uključenih u manipulaciju genetskog sastava organizma. Genetski inženjering se radi u in vitro uslovima (izvan živog organizma, u kontrolisanom okruženju).
Geni su kodirani za proteine i druge prekursore proteina koji su neophodni za rast i razvoj. Kada naučnici žele da proučavaju raspored gena, ekspresiju, regulaciju gena, itd., oni uvode taj određeni gen u bakteriju domaćina koja je sposobna da replicira umetnuti gen i napravi više kopija željenog gena koristeći tehnologiju rekombinantne DNK. To uključuje rezanje specifičnih fragmenata DNK, njihovo uvođenje u drugi organizam i njihovo izražavanje u transformiranom organizmu. Genetski sastav organizma se mijenja kada se unese strana DNK. Zbog toga se zove genetski inženjering (genetska manipulacija pomoću naprednih tehnika). Kada se manipuliše genetskom strukturom organizma, menjaju se karakteristike organizma. Karakteristike se mogu poboljšati ili modificirati kako bi rezultirale poželjnim promjenama organizama.
Postoji nekoliko glavnih koraka uključenih u genetski inženjering. To su, naime, cijepanje i pročišćavanje DNK, proizvodnja rekombinantne DNK (rekombinantni vektor), transformacija rekombinantne DNK u organizam domaćina, umnožavanje domaćina (kloniranje) i skrining na transformirane ćelije (tačni fenotipovi)..
Genetski inženjering je primjenjiv na širok spektar organizama uključujući biljke, životinje i mikroorganizme. Na primjer, transgene biljke mogu se proizvesti uvođenjem korisnih karakteristika kao što su otpornost na herbicide, otpornost na sušu, visoka nutritivna vrijednost, brzorastuće, otpornost na insekte, otpornost na potapanje, itd., korištenjem genetskog inženjeringa biljaka. Riječ transgeni odnosi se na genetski modificirane organizme. Proizvodnja transgenih useva sa poboljšanim karakteristikama sada je izvodljiva zahvaljujući genetskom inženjeringu. Transgene životinje također se mogu proizvesti za proizvodnju ljudskih lijekova kao što je prikazano na slici 01.
Slika_1: Genetski modifikovane životinje
Genetski inženjering ima široku primenu u biotehnologiji, u oblastima medicine, istraživanja, poljoprivrede i industrije. U medicini, genetski inženjering uključuje gensku terapiju i proizvodnju humanih hormona rasta, inzulina, različitih lijekova, sintetičkih vakcina, ljudskih albumina, monoklonskih antitijela itd. U poljoprivredi se koriste genetski modificirani usjevi kao što su soja, kukuruz, pamuk i drugi usjevi sa određene vrijedne karakteristike su napravljene pomoću genetskog inženjeringa. U industriji se genetski inženjering široko primjenjuje za stvaranje rekombinantnih mikroorganizama koji su sposobni proizvoditi ekonomski korisne proizvode, posebno proteine i enzime. Kontrola zagađenja životne sredine (bioremedijacija), oporavak metala (biomining), proizvodnja sintetičkih polimera itd.također su izvodljive u industrijama koje koriste genetski modificirane mikroorganizme. U istraživanju se genetski inženjering koristi za kreiranje životinjskih modela određenih ljudskih bolesti. Genetski modificirani miševi su najpopularniji životinjski model koji istraživači koriste za proučavanje i pronalaženje terapija za rak, gojaznost, srčane bolesti, dijabetes, artritis, zloupotrebu supstanci, anksioznost, starenje, Parkinsonovu bolest, itd.
Šta je rekombinantna DNK tehnologija?
Tehnologija rekombinantne DNK je tehnologija uključena u pripremu rekombinantne DNK molekule koja nosi DNK dvije različite vrste (vektorsku i stranu DNK) i kloniranje. To se postiže restrikcijskim enzimima i enzimom DNK ligaze. Restrikcijske endonukleaze su enzimi za rezanje DNK koji pomažu u odvajanju zainteresiranih fragmenata DNK iz organizma i otvaranju vektora, uglavnom plazmida. DNK ligaza je enzim koji olakšava spajanje odvojenog DNK fragmenta sa otvorenim vektorom kako bi se stvorila rekombinantna DNK. Stvaranje rekombinantne DNK (vektor koji se sastoji od strane DNK) uglavnom zavisi od korišćenog vektora. Odabrani vektor treba da bude sposoban da se samoreplicira sa bilo kojim segmentom DNK koji je kovalentno vezan za njega, u odgovarajućoj ćeliji domaćinu. Takođe bi trebalo da sadrži odgovarajuća mesta za kloniranje i markere koji se mogu birati za skrining. U tehnologiji rekombinantne DNK, najčešće korišteni vektori su plazmidi bakterija i bakteriofaga (virusi koji inficiraju bakterije).
Slika_02: Sinteza rekombinantne DNK
Rekombinantna DNK se proizvodi sa svrhom stvaranja novih proteina, proučavanja genskih struktura i funkcija, manipulisanja svojstvima proteina, sakupljanja velikih količina proteina, itd. Zbog toga se sintetizovana rekombinantna DNK mora replicirati i eksprimirati unutar domaćina. Dakle, tehnologija rekombinantne DNK uključuje cijeli proces koji se događa u genetskom inženjeringu, počevši od koraka izolacije specifične DNK do skrininga transformiranih stanica koje se sastoje od unesene osobine. Stoga se tehnologija rekombinantne DNK i genetski inženjering mogu posmatrati kao dva međusobno povezana procesa sa jednim glavnim ciljem sa sličnim koracima: izolacija interesantnog DNK inserta, odabir odgovarajućeg vektora, uvođenje DNK inserta (strane DNK) u vektor kako bi se formirao rekombinantni DNK molekul, uvođenje rekombinantne DNK molekule u odgovarajućeg domaćina i odabir transformiranih ćelija domaćina.
Koja je razlika između genetskog inženjeringa i tehnologije rekombinantne DNK?
Genetski inženjering vs Rekombinantna DNK tehnologija |
|
| Genetski inženjering je širok pojam koji se odnosi na proces koji se koristi za manipuliranje genetskom strukturom organizma. | Tehnologija rekombinantne DNK je tehnika koja se koristi za stvaranje rekombinantne DNK molekule koja nosi DNK dvije različite vrste. |
| Sinteza rekombinantne DNK | |
| Proizvedena je rekombinantna DNK | Proizveden je rekombinantni DNK molekul. |
Sažetak – Genetski inženjering protiv tehnologije rekombinantne DNK
Genetski inženjering je oblast molekularne biologije koja se bavi manipulacijom genetskog materijala (DNK) organizma radi vrijednih karakteristika. Rekombinantna DNK tehnologija je tehnika koja se koristi za izradu rekombinantne DNK. Tokom oba procesa dolazi do manipulacije genetskim materijalom organizma. Iako postoji razlika između genetskog inženjeringa i tehnologije rekombinantne DNK, one su međusobno povezane, a genetski inženjering bi bio nemoguć bez upotrebe tehnologije rekombinantne DNK.
