Hauptunterschied – Zufallsmutagenese vs. ortsgerichtete Mutagenese
Mutagenese ist der Prozess, bei dem absichtlich Mutationen in Zellen oder Gene eingeführt werden, die zu genetisch veränderten Genen oder Organismen führen. Mutagenese wird hauptsächlich durchgeführt, um Organismen vorteilhafte Eigenschaften zu verleihen. Gegenwärtig wird Mutagenese auch in der Gentherapie zur Veränderung von Genen und für medizinische Zwecke verwendet. Mutationen können hauptsächlich auf zwei Arten eingeführt werden; Zufällige Mutagenese und ortsgerichtete Mutagenese. Zufallsmutagenese ist der Prozess der zufälligen Einführung von Mutationen. Wählen Sie dann die mutierten Organismen mit einem Auswahlverfahren aus. Der Prozess ist völlig zufällig. Ortsgerichtete Mutagenese ist der Prozess, bei dem Mutationen auf ortsspezifische Weise an bestimmten Stellen in der DNA oder an bestimmten Nukleotiden eingeführt werden. Die Spezifität von ortsgerichteten Mutationen ist sehr hoch. Der Hauptunterschied zwischen zufälliger und ortsgerichteter Mutagenese ist die Art und Weise, in der die Mutation eingeführt wird. Zufallsmutagenese führt Mutationen auf zufällige Weise ein, während ortsgerichtete Mutationen spezifisch auf ausgewählte Stellen der Gene abzielen.
Was ist Zufallsmutagenese?
Zufällige Mutagenese bezieht sich auf den Prozess der zufälligen Einführung von Mutationen in Organismen und ist daher unspezifisch. Bei der Zufallsmutagenese wird der Organismus für einen bestimmten Zeitraum einem Mutagen ausgesetzt und die Mutantensorten ausgewählt. Die Mutagene können entweder physikalische Mutagene wie UV-Strahlung oder chemische Mutagene wie Alkylierungsmittel sein. Diese Methode ist am besten geeignet, um Mutationen in Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren zu induzieren.
Der Entwicklungsprozess mikrobieller Stämme in der Antibiotikaproduktion basiert auf zufälliger Mutagenese. Die antibiotikaproduzierenden Stämme werden verschiedenen Mutagenen ausgesetzt und anschließend wird die Antibiotikaempfindlichkeit des Stammes getestet. Dadurch kann auf die Stämme geschlossen werden, die Resistenzen gegenüber dem Ursprungsstamm entwickelt haben.
In der Pflanzengewebekultur wird Zufallsmutagenese verwendet, um verschiedene Charaktere in die Pflanzen einzubauen. Pflanzen werden Mutagenen in den Stadien der Kallusbildung ausgesetzt. In Tierversuchen wird Zufallsmutagenese selten verwendet, obwohl Alkylierungsmittel verwendet wurden, um Mutationen durch Zufallsmutagenese zu induzieren.
Wenn Organismen Mutagenen ausgesetzt werden, sollte auf die Dosis des Mutagens und die Dauer der Exposition gegenüber den Mutagenen geachtet werden. Überdosierungen und Expositionszeiten können den Organismus selbst schädigen. Daher sollte die Zufallsmutagenese unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden.
Was ist ortsgerichtete Mutagenese?
Ortsgerichtete Mutagenese ist ein spezifischerer Prozess zur Induktion von Mutationen, bei dem Basenanaloga verwendet wurden, um Punktmutationen zu erzeugen. Diese Basenanaloga sind in der Lage, Adenin-Thymin- zu Guanin-Cytosin-Übergängen zu induzieren. Auf diese Weise wird die Mutation induziert und ist als ortsgerichtete Mutagenese bekannt und hat daher eine hohe Spezifität.
Abbildung 01: Ortsgerichtete Mutagenese
In frühen molekularbiologischen Techniken wurde die ortsgerichtete Mutagenese unter Verwendung von Basenanaloga unter Verwendung von Aminopurin für AT-GC-Übergänge und Nitrosoguanidin für GC-zu-AT-Übergänge durchgeführt. Mit der Einführung der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und dem Konzept der Primer wird derzeit die ortsgerichtete Mutagenese über mutagene Oligonukleotide induziert. Dieses Verfahren ermöglicht das Einfügen von Indels und Punktmutationen in das ausgewählte Gen oder den ausgewählten Organismus. Nach Abschluss des Mutageneseverfahrens werden die Mutanten unter Verwendung spezifischer Reporter oder Marker selektiert.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen zufälliger Mutagenese und ortsgerichteter Mutagenese?
- Sowohl Techniken der Zufallsmutagenese als auch der ortsgerichteten Mutagenese sind künstliche Methoden, um eine Mutation bei einem bestimmten Organismus hervorzurufen.
- Sowohl Zufallsmutagenese- als auch ortsgerichtete Mutagenesetechniken werden verwendet, um vorteilhafte Arten von Organismen zu produzieren, die Eigenschaften wie Krankheitstoleranz und Gentherapie besitzen.
- Sowohl Techniken der Zufallsmutagenese als auch der ortsgerichteten Mutagenese induzieren Mutationen in der DNA und verändern die DNA.
- Sowohl die Typen der zufälligen Mutagenese als auch der ortsgerichteten Mutagenese werden hauptsächlich durch physikalische und chemische Mittel induziert.
Was ist der Unterschied zwischen zufälliger Mutagenese und ortsgerichteter Mutagenese?
Zufällige Mutagenese vs. ortsgerichtete Mutagenese |
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| Zufällige Mutagenese ist der Prozess der zufälligen Einführung von Mutationen und der anschließenden Auswahl der Organismen, die mutiert werden, unter Verwendung eines Auswahlverfahrens. Der Vorgang ist vollkommen zufällig. | Ortsgerichtete Mutagenese ist der Prozess, bei dem Mutationen ortsspezifisch an bestimmten Stellen in der DNA oder an bestimmten Nukleotiden eingeführt werden. |
Zusammenfassung – Zufallsmutagenese vs. ortsgerichtete Mutagenese
Mutationen sind Veränderungen in der DNA-Sequenz eines Organismus. Diese sind auf unbekannte Expositionen von Mutagenen zurückzuführen. Bei der Mutagenese werden Sorten von Mikroorganismen, Pflanzen und tierischen Zellkulturen Mutagenen ausgesetzt und nach Abschluss des Gentransfers die mutierte Sorte selektiert. Abhängig von der Art und Weise, wie die Mutation herbeigeführt wird, kann es sich entweder um zufällige Mutationen oder um ortsgerichtete Mutationen handeln. Zufällige Mutagenese ist der Prozess der zufälligen Einführung von Mutationen, während ortsgerichtete Mutagenese der Prozess ist, bei dem Mutationen auf ortsspezifische Weise an bestimmten Stellen in der DNA oder an bestimmten Nukleotiden eingeführt werden. Dies ist der Unterschied zwischen Zufallsmutagenese und ortsgerichteter Mutagenese.
