Belangrijk verschil - Genetische manipulatie versus recombinante DNA-technologie
Genetische materialen van organismen kunnen worden gewijzigd met behulp van genetische manipulatietechnieken of recombinant-DNA-technologie. Recombinante DNA-technologie is het proces dat wordt gebruikt om een recombinant DNA-molecuul te creëren dat het DNA van belang en vector-DNA draagt, terwijl genetische manipulatie een brede term is die wordt gebruikt om de processen te beschrijven die betrokken zijn bij de manipulatie van de genetische structuur van een organisme. Dit is het belangrijkste verschil tussen genetische manipulatie en recombinant-DNA-technologie.
Wat is genetische manipulatie?
Genetische manipulatie is een brede term die wordt gebruikt om een reeks technieken aan te duiden die betrokken zijn bij de manipulatie van de genetische samenstelling van een organisme. Genetische manipulatie gebeurt onder in vitro omstandigheden (buiten een levend organisme, onder een gecontroleerde omgeving).
Genen worden gecodeerd voor eiwitten en andere eiwitvoorlopers die essentieel zijn voor groei en ontwikkeling. Wanneer wetenschappers genrangschikking, expressie, genregulatie, enz. willen bestuderen, introduceren ze dat specifieke gen bij een gastheerbacterie die in staat is om het ingevoegde gen te repliceren en meerdere kopieën van het gewenste gen te maken met behulp van recombinant-DNA-technologie. Het gaat om het knippen van specifieke DNA-fragmenten, ze in een ander organisme in te brengen en ze tot expressie te brengen in het getransformeerde organisme. De genetische samenstelling van het organisme verandert wanneer vreemd DNA wordt geïntroduceerd. Daarom heet het genetische manipulatie (genetische manipulatie met behulp van geavanceerde technieken). Wanneer de genetische samenstelling van een organisme wordt gemanipuleerd, veranderen de kenmerken van het organisme. Kenmerken kunnen worden verbeterd of gewijzigd om te resulteren in gewenste veranderingen van de organismen.
Er zijn verschillende grote stappen betrokken bij genetische manipulatie. Dat zijn namelijk DNA-splitsing en -zuivering, productie van recombinant DNA (recombinante vector), transformatie van recombinant DNA in een gastheerorganisme, vermenigvuldiging van de gastheer (klonering) en screening op getransformeerde cellen (juiste fenotypes).
Genetische manipulatie is toepasbaar op een breed scala aan organismen, waaronder planten, dieren en micro-organismen. Transgene planten kunnen bijvoorbeeld worden geproduceerd door het introduceren van nuttige eigenschappen zoals herbicideresistentie, droogtetolerantie, hoge voedingswaarde, snelgroeiend, insectenresistentie, onderdompelingstolerantie, enz., met behulp van genetische manipulatie van planten. Het woord transgeen verwijst naar genetisch gemodificeerde organismen. De productie van transgene gewassen met verbeterde eigenschappen is nu mogelijk dankzij de genetische manipulatie. Transgene dieren kunnen ook worden geproduceerd voor de productie van menselijke geneesmiddelen, zoals weergegeven in figuur 01.
Figuur_1: Genetisch gemanipuleerde dieren
Genetische manipulatie heeft brede toepassingen in de biotechnologie, op het gebied van geneeskunde, onderzoek, landbouw en industrie. In de geneeskunde omvat genetische manipulatie gentherapie en productie van menselijke groeihormonen, insuline, verschillende medicijnen, synthetische vaccins, menselijke albuminen, monoklonale antilichamen, enz. In de landbouw worden genetisch gemodificeerde gewassen zoals sojabonen, maïs, katoen en andere gewassen met bepaalde waardevolle eigenschappen worden gemaakt met behulp van genetische manipulatie. In de industrie wordt genetische manipulatie op grote schaal toegepast om recombinante micro-organismen te maken die in staat zijn economisch bruikbare producten te produceren, met name eiwitten en enzymen. Beheersing van milieuvervuiling (bioremediatie), terugwinning van metalen (biomining), productie van synthetische polymeren, enz.zijn ook haalbaar in industrieën die genetisch gemanipuleerde micro-organismen gebruiken. In onderzoek wordt genetische manipulatie gebruikt om diermodellen van bepaalde menselijke ziekten te creëren. Genetisch gemodificeerde muizen zijn het meest populaire diermodel dat door onderzoekers wordt gebruikt voor het bestuderen en vinden van therapieën voor kanker, obesitas, hartaandoeningen, diabetes, artritis, middelenmisbruik, angst, veroudering, de ziekte van Parkinson, enz.
Wat is recombinant-DNA-technologie?
Recombinant-DNA-technologie is de technologie die betrokken is bij het bereiden van een recombinant DNA-molecuul dat DNA van twee verschillende soorten draagt (vector en vreemd DNA) en bij het klonen. Dit wordt bereikt door restrictie-enzymen en DNA-ligase-enzym. Restrictie-endonucleasen zijn DNA-knippende enzymen die helpen bij het scheiden van geïnteresseerde DNA-fragmenten van een organisme en het openen van vectoren, voornamelijk plasmiden. DNA-ligase is een enzym dat het samenvoegen van een gescheiden DNA-fragment met een geopende vector vergemakkelijkt om een recombinant DNA te creëren. Het maken van een recombinant DNA (een vector bestaande uit vreemd DNA) hangt vooral af van de gebruikte vector. De geselecteerde vector zou in staat moeten zijn zichzelf te repliceren met elk DNA-segment dat er covalent aan gehecht is, in een geschikte gastheercel. Het moet ook geschikte kloneringsplaatsen en selecteerbare markers voor screening bevatten. In recombinant-DNA-technologie zijn vaak gebruikte vectoren plasmiden van bacteriën en bacteriofagen (virussen die bacteriën infecteren).
Figuur_02: Synthese van recombinant DNA
Recombinant DNA wordt geproduceerd met als doel nieuwe eiwitten te maken, genstructuren en -functies te bestuderen, eiwiteigenschappen te manipuleren, grote hoeveelheden eiwitten te oogsten, enz. Daarom moet gesynthetiseerd recombinant DNA worden gerepliceerd en tot expressie worden gebracht in de gastheer. Daarom omvat de recombinant-DNA-technologie het hele proces dat plaatsvindt in de genetische manipulatie, vanaf de stap van het isoleren van het specifieke DNA tot het screenen van getransformeerde cellen bestaande uit het geïntroduceerde kenmerk. Daarom kunnen recombinant-DNA-technologie en genetische manipulatie worden beschouwd als twee onderling verbonden processen met één hoofddoel met vergelijkbare stappen: isolatie van een interessant DNA-insert, selectie van een geschikte vector, introductie van DNA-insert (vreemd DNA) in vector om recombinant DNA-molecuul te vormen, introductie van recombinant DNA-molecuul in een geschikte gastheer en selectie van getransformeerde gastheercellen.
Wat is het verschil tussen genetische manipulatie en recombinant-DNA-technologie?
Genetische manipulatie versus recombinante DNA-technologie |
|
| Genetische manipulatie is een brede term die verwijst naar het proces dat wordt gebruikt om de genetische structuur van een organisme te manipuleren. | Recombinant-DNA-technologie is de techniek die wordt gebruikt om een recombinant DNA-molecuul te maken dat DNA van twee verschillende soorten bevat. |
| Synthese van recombinant DNA | |
| Recombinant DNA wordt geproduceerd | Recombinant DNA-molecuul wordt geproduceerd. |
Samenvatting – Genetische manipulatie versus recombinante DNA-technologie
Genetische manipulatie is een gebied van de moleculaire biologie dat zich bezighoudt met de manipulatie van het genetische materiaal (DNA) van een organisme voor waardevolle eigenschappen. Recombinant-DNA-technologie is de techniek die wordt gebruikt voor het maken van recombinant-DNA. Tijdens beide processen vindt manipulatie van het genetisch materiaal van een organisme plaats. Hoewel er een verschil is tussen genetische manipulatie en recombinant-DNA-technologie, zijn ze met elkaar verbonden en zou genetische manipulatie onmogelijk zijn zonder het gebruik van recombinant-DNA-technologie.
