Какви са различните начини за прехвърляне на чуждата ДНК в бактерията?

За прехвърлянето на чуждата ДНК в клетката гостоприемник се прилагат различни методи. Има две широки категории трансфер на гени, възникващи естествено или изкуствено с човешка намеса.

Хоризонтален трансфер на ген : Той може да бъде определен като прехвърляне на материал от една клетка в друга клетка, различна от родителска към дъщерна клетка.

Вертикален трансфер на ген: При това генният трансфер е между родителската клетка към дъщерната клетка.

HGT [1] включва трансформация, трансфекция и конюгиране.

Трансформация : Доста познати сме с експеримента на Грифит и неговия трансформиращ принцип. Може да се определи като поглъщане, ако голата ДНК и нейното интегриране в бактериалната система. Трансформацията се наблюдава естествено при растения, животни и бактерии. Трансформацията може да се извърши изкуствено чрез прилагане на специфични методи като електропорация, балистичен метод, химически методи и др.

Трансфекция [2] : Подобно е на трансформацията. За еукариотните клетки трансформационната дума се използва, за да се свърже с рака и по този начин се възприема трансфекционната дума. Процесът на трансфекция включва вируса като среда за пренос на генетичния материал в еукариотната система.

Свързване : Това е естествено протичащ процес в бактерии и други прокариоти, който улеснява сексуалното възпроизвеждане. Конюгацията се осъществява чрез образуването на моста на конюгацията, който позволява на донорната клетка (мъжки) да прехвърля генетичния материал към реципиентната клетка (женска). Мостът на конюгиране се образува от пили (наречени sex pili) на двете бактерии. Забележка: бактериофаги като M13 използват тези пили за прехвърляне на генетичния си материал директно в бактериалната клетка.

Методите за трансформация, използвани от генетичните инженери и биотехнолозите за трансформирането на клетките, са широко класифицирани в две категории: Физически и химични методи.

1) Химически методи:

CaCl2 Лечение: CaCl2 би дестабилизирал клетъчната мембрана. Той би се свързва с ДНК и би покрил отрицателния заряд на фосфата. Следователно, ДНК може лесно да влезе в клетката през липидния двуслоен. CaCl2 предизвикват утаяване на ДНК във външната фаза на липидната мембрана. Подлагането на топлинен удар (42 ° C) на пробата увеличава добива на трансформантите.

Лечение с PEG: За растителни клетки използваме PEG вместо CaCl2. PEG е 4000 Da молекули и той дестабилизира мембраната и образува комплекс с ДНК. ДНК след това лесно се транспортира в клетката.

Други химични методи включват използване на DEAE декстран, липозоми, наноносители и др.

2) Физически методи:

Електропорация: Тя включва използването на електрически импулс за генериране на временни пори в мембраната. Малките плазмиди и ДНК могат лесно да бъдат включени чрез използването на химични методи, но за големите молекули на ДНК трябва да използваме физически методи. При електропорация обаче концентрацията трябва да бъде висока. В случай на растителни клетки, клетката е заобиколена от слоевете полизахариди и други биомолекули като хемицелулоза, целулоза, пектин и т.н. Така ние обработваме клетката с ензими като хемицелулоза и целулоза, за да премахнем клетъчната стена и да превърнем клетката в протопласт. Така порите в мембраната могат да се образуват лесно и ДНК може да се прехвърли в клетката чрез електропорация.

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

Биолистичен метод [4] : Нарича се още метод за бомбардиране на частици, метод на пистолет за частици или просто генно оръжие. Инструментът се състои от микроносители, които са съставени от тежки метали като Au, Ag, W и др. Пистолетът също се състои от разрушаващ диск, плоча, която носи микроносители (заредени с ДНК), спирателна плоча и най-сетне, клетка за задържане на клетки , Когато пистолетът е изстрелян, газът е под налягане в пистолета, което води до счупване на разрушителния диск. Плочата с микроносителя (с ДНК) се движи към спиращата плоча. Микроносителят ще се премести и ще влезе в клетката. По този начин ДНК се прехвърля директно в клетката. Има обаче някои ограничения при използването на генно оръжие. Има възможност за поставяне на множество частици и натрупването им, което може да причини свръхекспресия на гена или заглушаване на ген.

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

Микроинжекции : Те използват много фина пипета за инжектиране на молекулите на ДНК директно в ядрото на клетката, която ще се трансформира. Използва се за растителни и животински клетки.

Забележка: Ще се радвам на вашите корекции и предложения, ако данните са без значение.

Справка и допълнителни четения

Браун, ТА, 2016. Гениране на клониране и ДНК анализ: въведение. John Wiley & Sons.

Wolff, JA, Malone, RW, Williams, P., Chong, W., Acsadi, G., Jani, A. и Felgner, PL, 1990. Директен трансфер на ген в мускулна мускулатура in vivo. Science, 247 (4949 Pt 1), стр. 1465-1468.

Lorenz, MG и Wackernagel, W., 1994. Пренос на бактериални гени чрез естествена генетична трансформация в околната среда. Микробиологични прегледи, 58 (3), стр.563-602.

Lurquin, PF, 1997. Пренос на гени чрез електроспорти