Hauptunterschied – transiente vs. stabile Transfektion
Transfektion ist ein Prozess, der am Gentransfer eukaryotischer Zellen mit chemischen oder physikalischen Methoden beteiligt ist. Die Transfektion kann in zwei Haupttypen eingeteilt werden, die transiente Transfektion und stabile Transfektion genannt werden. Während der transienten Transfektion kann sich das interessierende Gen nicht in das Wirtsgenom integrieren und wird vorübergehend im Wirt für kurze Zeit exprimiert, während sich das interessierende Gen bei einer stabilen Transfektion in das Wirtsgenom integriert und langfristig über mehrere Generationen erh alten bleibt. Dies ist der Hauptunterschied zwischen transienter und stabiler Transfektion. In beiden Fällen ist die Transfektion erfolgreich und Gene werden exprimiert.
Was ist transiente Transfektion?
Transfektion ist ein wichtiges Werkzeug, um Gene in eukaryotische Zellen einzuschleusen. Unter den beiden Transfektionsarten ist die transiente Transfektion ein üblicher Weg beim Gentransfer. Durch einen Vektor werden fremde Gene in Wirtszellen transformiert. Sobald fremde DNA in die Wirtszelle eindringt, hat sie zwei Möglichkeiten. Es kann sich entweder in das Wirtsgenom integrieren und replizieren oder im Inneren bleiben, ohne sich in das Genom zu integrieren. Transiente Transfektion zeigt die temporäre Expression der eingefügten Gene ohne Integration in das Wirtsgenom. Gene exprimieren und produzieren das codierte Protein, bis sich die Zelle teilt. Aufgrund der Unfähigkeit zur Integration kann es sich jedoch nicht replizieren und in zukünftige Generationen eindringen. Diese Art der Transfektion ist für einen kurzen Zeitraum erfolgreich. Während der Zellteilung oder aufgrund einiger anderer Faktoren wird fremde DNA einem Abbau unterzogen. Eine transiente Transfektion liegt vor, wenn die Fremd-DNA in Form von stark gewundener DNA vorliegt.
Abbildung 01: Transiente Transfektion
Was ist stabile Transfektion?
Stabile Transfektion zeigt erfolgreiche Fremdgenintegration in das Wirtsgenom. Sobald fremde DNA in die Wirtszelle eindringt, integriert sich ein Teil der fremden DNA in das Wirtsgenom und wird ein Teil davon. Daher repliziert sich auch fremde DNA und geht in zukünftige Generationen über, wenn sich das Wirtsgenom repliziert. Diese Art der Transfektion ist komplex und selten. Aufgrund der stabilen Transfektion in das Genom bleibt diese Eigenschaft jedoch über einen längeren Zeitraum von mehreren Generationen erh alten.
Stabile Transfektion ist ein schwieriger Prozess und erfordert einen effektiven Transport von DNA und Zellakquisition der fremden DNA in ihr Genom. Daher begünstigt lineare DNA die stabile Transfektion gegenüber zirkulärer DNA. Die stabile Transfektionsrate beträgt jedoch ungefähr eine von 104 transformierten Zellen. Eine stabile Transfektion kann durch die Cotransformation eines selektierbaren Markers und die Durchführung der künstlichen Selektion auf einem Medium beobachtet werden.
Abbildung 02: Stabile Transfektion
Was ist der Unterschied zwischen transienter und stabiler Transfektion?
Transiente vs. stabile Transfektion |
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| Fremd-DNA integriert sich nicht in ein Wirtsgenom. | Fremd-DNA integriert sich in das Wirtsgenom und wird ein Teil davon. |
| Replikation innerhalb des Hosts | |
| Vorübergehend transfizierte Gene replizieren nicht im Wirt. Daher werden Gene nicht an die nächsten Generationen weitergegeben. | Gene werden im Wirt repliziert und an zukünftige Generationen weitergegeben. |
| Zeitdauer der Genexpression | |
| Gene werden für einen begrenzten Zeitraum exprimiert und danach zerstört. | Gene werden Teil des Genoms und werden über einen langen Zeitraum innerhalb der Generation exprimiert. |
| Verwenden | |
| Dies ist nützlich, um die Auswirkungen der kurzfristigen Expression von Genen oder Genprodukten zu untersuchen. | Dies ist nützlich, um die Auswirkungen von Genexpressionen langfristig zu untersuchen. |
| Nachweis der Transfektion | |
| Gene werden exprimiert und können durch Einfügen eines Reportergens leicht nachgewiesen werden. | Stabile Transfektion lässt sich leicht nachweisen, indem man einen selektierbaren Marker einfügt und durch künstliche Selektion auf Medien selektiert. |
| Vorkommen und Ablauf | |
| Transiente Transfektion ist üblich und nicht komplex durchzuführen. | Stabile Transfektionen treten selten auf und sind komplex durchzuführen. |
| Natur der DNA | |
| Hoch supercoiled DNA ist für transiente Transfektion geeignet. | Lineare DNA ist für eine stabile Transfektion geeignet. |
| Bewerbungen | |
| Dies wird für Studien zum Knockdown oder Silencing von Genen mit inhibitorischen RNAs und zur Proteinproduktion in kleinem Maßstab verwendet | Dies wird für die Proteinproduktion in großem Maßstab verwendet, längerfristige pharmakologische Studien, Gentherapie, Erforschung der Mechanismen der langfristigen genetischen Regulation |
Zusammenfassung – Transiente vs. stabile Transfektion
Transiente und stabile Transfektionen sind zwei Arten von Transfektionen, die während des Gentransfers in eukaryotische Zellen durch nicht-viral basierte Systeme gezeigt werden. Transformierte Fremd-DNA wird bei transienter Transfektion nicht in das Wirtsgenom integriert, während sie bei stabiler Transfektion in das Wirtsgenom integriert wird. Zirkulär gewundene DNA zeigt eine transiente Transfektion, während lineare DNA eine stabile Transfektion bevorzugt. Dies ist der Unterschied zwischen transienter und stabiler Transfektion. Jedoch ist eine transiente Transfektion häufiger und einfacher im Vergleich zu einer stabilen Transfektion. Die Auswahl eines von zwei hängt jedoch vom Zweck des Gentransfers und der Dauer des Forschungsprojekts ab.
