Які різні способи перенесення чужорідної ДНК в бактерії?

Для перенесення чужорідної ДНК у клітину-хазяїна реалізовані різні методи. Існують дві широкі категорії передачі генів, що відбуваються природним чи штучним шляхом втручання людини.

Горизонтальний перенесення гена : Це може бути визначено як перенесення матеріалу з однієї клітини в іншу клітинку, відмінне від батьківської до дочірньої клітини.

Вертикальний перенос гена: У цьому перенесення гена відбувається між батьківською клітиною до дочірньої клітини.

HGT [1] включає трансформацію, трансфекцію та кон'югацію.

Трансформація : Ми досить добре знайомі з експериментом Гріффіта та його принципом трансформації. Його можна визначити як поглинання, якщо гола ДНК та її інтеграція в бактеріальну систему. Трансформація спостерігається природним шляхом у рослин, тварин та бактерій. Трансформацію можна здійснити штучно, реалізуючи конкретні методи, такі як електропорація, балістичний метод, хімічні методи тощо.

Трансфекція [2] : вона схожа на трансформацію. Для еукаріотичних клітин використовується слово трансформації, яке стосується раку, і, таким чином, використовується слово трансфекції. Процес трансфекції включає вірус як середовище для перенесення генетичного матеріалу в еукаріотичну систему.

Сполучення : Це природний процес бактерій та інших прокаріотів, що сприяє статевому розмноженню. Кон'югація відбувається утворенням моста кон'югації, який дозволяє клітині донора (чоловіки) переносити генетичний матеріал до клітини реципієнта (жіночої). Міст кон'югації утворюється пілі (називається статевою груддю) двох бактерій. Примітка: бактеріофаги типу M13 використовують ці пілі для передачі свого генетичного матеріалу безпосередньо в бактеріальну клітину.

Методи трансформації, які використовуються генетичними інженерами та біотехнологом для трансформації клітин, в основному класифікуються на дві категорії: Фізичні та хімічні методи.

1) Хімічні методи:

Лікування CaCl2: CaCl2 дестабілізував би клітинну мембрану. Він би зв’язувався з ДНК і покривав би негативний заряд фосфату. Отже, ДНК може легко надходити в клітину через ліпідний двошаровий. CaCl2 викликає осадження ДНК на зовнішній фазі ліпідної мембрани. Піддаючи зразку тепловий удар (42 ° C), збільшується вихід трансформантів.

Лікування PEG: Для рослинних клітин ми використовуємо PEG замість CaCl2. PEG - це 4000 молекул Da, і він дестабілізує мембрану і утворює комплекс з ДНК. Потім ДНК легко транспортується в клітину.

Інші хімічні методи передбачають використання DEAE декстранів, ліпосом, наноносіїв тощо.

2) Фізичні методи:

Електропорація: Вона передбачає використання електричного імпульсу для створення тимчасових пір в мембрані. Невеликі плазміди та ДНК можна легко включити за допомогою хімічних методів, але для великих молекул ДНК нам потрібно використовувати фізичні методи. Однак для електропорації концентрація повинна бути високою. У випадку рослинних клітин клітина оточена шарами полісахаридів та інших біомолекул, таких як геміцелюлоза, целюлоза, пектин і т.д. протопласт. Таким чином, пори в мембрані легко утворюються, а ДНК можна переносити в клітину шляхом електропорації.

http://www.scientzbio.com/s/

Біолістичний метод [4] : Його також називають методом обстрілу частинок, методом пістолетів-частинок або просто генним пістолетом. Інструмент складається з мікроносіїв, що складаються з важких металів, таких як Au, Ag, W і т. Д. Пістолет також складається з розривного диска, пластини, яка містить мікроносії (завантажені ДНК), стопорної пластини і, нарешті, пластинки, що тримає клітинку . Коли гармата вистрілена, газ під тиском подається в пістолет, що призводить до розриву розривного диска. Пластина з мікроносієм (з ДНК) рухається у напрямку до стопорної пластини. Потім мікроносій переміститься і ввійде в камеру. Таким чином, ДНК безпосередньо переноситься в клітину. Однак існують деякі обмеження щодо використання генного пістолета. Існує можливість вставлення декількох частинок і його накопичення, що може спричинити переекспресію гена або замовчування гена.

http://www.scientzbio.com/gene-transduction-device/

Мікроін'єкції : Вони використовують дуже дрібну піпетку для введення молекул ДНК безпосередньо в ядро клітини, що трансформується. Його використовують для рослинних і тваринних клітин.

Примітка. Буду вдячний за ваші виправлення та пропозиції, якщо дані не мають значення.

Довідка та подальші читання

Браун, Техас, 2016. Клонування генів та аналіз ДНК: вступ. Джон Вілі та сини.

Вольф, Дж. А., Малоун, RW, Вільямс, П., Чонг, У., Аксаді, Г., Джані, А. і Фелгнер, PL, 1990. Прямий перенос гена в мишачу мускулатуру in vivo. Наука, 247 (4949 Pt 1), стор.1465-1468.

Lorenz, MG та Wackernagel, W., 1994. Перенесення бактеріальних генів шляхом природного генетичного перетворення у навколишньому середовищі. Мікробіологічні огляди, 58 (3), стор.563-602.

Lurquin, PF, 1997. Передача генів електропостачаннями