Belangrijk verschil - Selecteerbare marker versus reportergen
Genetische manipulatietechniek wordt gebruikt om belangrijke genen van organisme naar een ander organisme over te dragen. Het inbrengen van een vreemd gen in het genoom van een ander organisme en het tot expressie brengen in de gastheercel zijn de moeilijkste stappen bij genoverdracht. Om het succes van het transformatieproces te detecteren, worden een selecteerbare marker en een reportergen in het recombinante molecuul gebruikt. Een selecteerbare marker is een DNA-sequentie of een gen dat de getransformeerde cellen uit de niet-getransformeerde cellen tot expressie brengt en selecteert. Een reportergen is een ander gen dat wordt gebruikt om getransformeerde cellen te onderscheiden en om te kwantificeren of te detecteren hoe het ingevoegde gen binnen de gastheer functioneert. Het belangrijkste verschil tussen selecteerbare marker en reportergen is dat de selecteerbare marker wordt gebruikt om de niet-getransformeerde cellen te screenen en om de getransformeerde cellen te signaleren, terwijl het reportergen wordt gebruikt om het niveau van genexpressie binnen de gastheer te kwantificeren.
Wat is een selecteerbare markering?
Bij genetische manipulatie wordt het gen van belang ingevoegd in een geschikte vector en getransformeerd in gastheerorganismen. De transformatie is echter alleen succesvol in de competente gastheercellen en er is een mogelijkheid dat gastheercellen de opname van vreemd DNA afwijzen. Daarom is differentiatie van de getransformeerde en niet-getransformeerde cellen belangrijk om verder te experimenteren. Daarom nemen onderzoekers een selecteerbaar markergen op in vector voor gemakkelijke selectie van de getransformeerde cellen uit niet-getransformeerde cellen. Een selecteerbare marker is een DNA-sequentie, in het bijzonder een gen dat bruikbaar is bij de identificatie van de getransformeerde cellen. Dit markergen vertoont een eigenschap die past bij een kunstmatige selectie van getransformeerde cellen uit niet-getransformeerde cellen op een medium.
De meest voorkomende selecteerbare markers die in de moleculaire biologie worden gebruikt, zijn antibioticaresistente genen. Een antibioticumresistentiegen wordt in de vector ingebracht en getransformeerd in gastheercellen, vooral naar de gastheerbacterie. Dat specifieke antibioticum wordt opgenomen in het groeimedium van de bacterie. Door de aanwezigheid van de selectieve marker kunnen onder de selectieve omstandigheden alleen cellen die de juiste selecteerbare marker bevatten, overleven. Niet-getransformeerde cellen kunnen niet groeien in het antibioticumbevattende medium. Daarom kunnen getransformeerde cellen, dankzij de selecteerbare marker die resistent is tegen antibiotica, gemakkelijk worden geïdentificeerd.
Genen die eigenschappen verlenen voor antimetabolieten, herbiciden, worden gebruikt als selectieve markers in kloneringsvectoren bij genetische manipulatie van planten. Deze co-transformatie van selectieve markers in genetisch gemodificeerde organismen heeft echter negatieve effecten op het milieu en de mens. Het vrijkomen van antibioticaresistente bacteriën kan de antibioticaresistentie van menselijke pathogenen verhogen. Het kan het product of de biomassa besmetten met antibiotica en kan de selectiedruk verliezen als gevolg van de afbraak en inactivatie van antibiotica.
Figuur 01: Plasmidevector voor genoverdracht met selecteerbare marker
Wat is een reportergen?
Reportergenen zijn genen die de detectie of meting van de ingevoegde genexpressie mogelijk maken. Deze reportergenen kunnen worden vastgemaakt aan regulerende sequenties van het gen van belang om de expressielocatie of -niveaus te signaleren. Daarom worden ze tijdens de expressie van genen onder dezelfde promotor getranscribeerd in een enkele mRNA-sequentie en vervolgens vertaald in een eiwit dat het niveau van genexpressie kan aangeven.
Reportergenen zijn van verschillende typen en bevatten visueel herkenbare kenmerken die gewoonlijk betrokken zijn bij fluorescerende en lichtgevende eiwitten. Genen die fluorescerende eiwitten en enzymen coderen, zetten onzichtbare substraten om in lichtgevende of gekleurde producten door de succesvolle genexpressie te signaleren en de mogelijkheid te bieden om de genexpressie te kwantificeren.
Figuur 02: Verslaggever genexpressie
Wat is het verschil tussen selecteerbare marker en reportergen?
Selecteerbare marker versus reportergen |
|
| Selecteerbare marker is een soort DNA-sequentie die helpt om getransformeerde cellen te onderscheiden van niet-getransformeerde cellen. | Reporter-gen is een gen dat helpt bij het kwantificeren van de expressie van het gewenste gen dat in de gastheercel wordt ingebracht. |
| Aard van de geproduceerde eenheden | |
| Genen zijn gecodeerd met kenmerken die helpen bij kunstmatige selectie op groeimedia. | Genen zijn gecodeerd met visueel herkenbare kenmerken. |
| Gebruik | |
| Antibioticaresistentiegenen, antimetabolietgenen, herbicideresistentiegenen, enz. zijn voorbeelden van selecteerbare markers. | Genencode voor groen fluorescerend eiwit, β-glucuronidase, chlooramfenicolacetyltransferase, rood fluorescerend eiwit, enz. zijn voorbeelden. |
Samenvatting – Selecteerbare marker versus reportergen
Selecteerbare markers zorgen ervoor dat getransformeerde cellen kunnen groeien in selectieve media die zijn gedoseerd met een bepaald antibioticum of herbicide. Ze worden gebruikt voor vroege selectie van getransformeerde cellen. Reportergenen worden gebruikt om het expressieniveau van het gewenste gen te kwantificeren. Ze maken ook de differentiatie van getransformeerde en niet-getransformeerde cellen mogelijk. Dit is het verschil tussen selecteerbare marker en reportergen. Zowel de selecteerbare marker als het reportergen worden beschouwd als belangrijke markers in genetische manipulatie.
