Hauptunterschied – Auswählbarer Marker vs. Reportergen
Gentechnik wird verwendet, um wichtige Gene von einem Organismus auf einen anderen Organismus zu übertragen. Das Einfügen eines fremden Gens in das Genom eines anderen Organismus und dessen Expression in der Wirtszelle sind die schwierigsten Schritte beim Gentransfer. Um den Erfolg des Transformationsprozesses nachzuweisen, werden im rekombinanten Molekül ein selektierbarer Marker und ein Reportergen verwendet. Ein selektierbarer Marker ist eine DNA-Sequenz oder ein Gen, das die transformierten Zellen exprimiert und aus den nicht-transformierten Zellen selektiert. Ein Reportergen ist ein weiteres Gen, das verwendet wird, um transformierte Zellen zu unterscheiden und um zu quantifizieren oder nachzuweisen, wie das eingeführte Gen im Wirt funktioniert. Der Hauptunterschied zwischen selektierbarem Marker und Reportergen besteht darin, dass der selektierbare Marker verwendet wird, um die nicht transformierten Zellen auszusortieren und die transformierten Zellen zu signalisieren, während das Reportergen verwendet wird, um das Ausmaß der Genexpression innerhalb des Wirts zu quantifizieren.
Was ist ein auswählbarer Marker?
Bei der Gentechnik wird das interessierende Gen in einen geeigneten Vektor eingefügt und in Wirtsorganismen transformiert. Die Transformation gelingt jedoch nur in den kompetenten Wirtszellen, und es besteht die Möglichkeit, dass Wirtszellen die Aufnahme fremder DNA ablehnen. Daher ist die Differenzierung der transformierten und nicht transformierten Zellen wichtig, um mit weiteren Experimenten fortzufahren. Daher bauen Forscher ein selektierbares Markergen in den Vektor ein, um die transformierten Zellen leicht von nicht-transformierten Zellen zu selektieren. Ein selektierbarer Marker ist eine DNA-Sequenz, insbesondere ein Gen, das zur Identifizierung der transformierten Zellen nützlich ist. Dieses Markergen weist eine Eigenschaft auf, die zu einer künstlichen Selektion von transformierten Zellen aus nicht-transformierten Zellen auf einem Medium passt.
Die in der Molekularbiologie am häufigsten verwendeten selektierbaren Marker sind antibiotikaresistente Gene. Ein Antibiotika-Resistenzgen wird in den Vektor eingefügt und in Wirtszellen speziell zum Wirtsbakterium transformiert. Dieses spezielle Antibiotikum wird in das Wachstumsmedium des Bakteriums eingearbeitet. Aufgrund des Vorhandenseins des selektiven Markers können unter den selektiven Bedingungen nur Zellen überleben, die den geeigneten selektierbaren Marker enth alten. Nicht transformierte Zellen können in dem antibiotikah altigen Medium nicht wachsen. Daher sind transformierte Zellen aufgrund des selektierbaren Markers, der antibiotikaresistent ist, leicht zu identifizieren.
Gene, die Eigenschaften für Antimetaboliten und Herbizide verleihen, werden als selektive Marker in Klonierungsvektoren in der Pflanzengentechnik verwendet. Diese Kotransformation selektiver Marker in gentechnisch veränderte Organismen hat jedoch negative Auswirkungen auf Umwelt und Mensch. Die Freisetzung antibiotikaresistenter Bakterien kann die Antibiotikaresistenz humaner Pathogene erhöhen. Es kann das Produkt oder die Biomasse durch Antibiotika verunreinigen und durch den Abbau und die Inaktivierung der Antibiotika den Selektionsdruck verlieren.
Abbildung 01: Plasmidvektor für Gentransfer mit selektierbarem Marker
Was ist ein Reportergen?
Reportergene sind Gene, die den Nachweis oder die Messung der eingefügten Genexpression ermöglichen. Diese Reportergene können an regulatorische Sequenzen des interessierenden Gens angehängt werden, um den Expressionsort oder -level zu signalisieren. Daher werden Gene während der Expression unter demselben Promotor in eine einzelne mRNA-Sequenz transkribiert und dann in ein Protein übersetzt, das das Ausmaß der Genexpression anzeigen kann.
Reportergene sind unterschiedlicher Art und enth alten visuell identifizierbare Merkmale, die normalerweise bei fluoreszierenden und lumineszierenden Proteinen eine Rolle spielen. Gene, die fluoreszierende Proteine und Enzyme codieren, wandeln unsichtbare Substrate in lumineszierende oder farbige Produkte um, indem sie die erfolgreiche Genexpression signalisieren und die Möglichkeit zur Quantifizierung der Genexpression bieten.
Abbildung 02: Reportergenexpression
Was ist der Unterschied zwischen selektierbarem Marker und Reportergen?
Auswählbarer Marker vs. Reportergen |
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| Auswählbarer Marker ist eine Art DNA-Sequenz, die dabei hilft, transformierte Zellen von nicht-transformierten Zellen zu unterscheiden. | Reportergen ist ein Gen, das dabei hilft, die Expression des gewünschten Gens zu quantifizieren, das in die Wirtszelle eingefügt wird. |
| Art der produzierten Einheiten | |
| Gene sind mit Eigenschaften kodiert, die bei der künstlichen Selektion auf Kultursubstraten helfen. | Gene sind mit visuell identifizierbaren Merkmalen kodiert. |
| Verwendung | |
| Antibiotikaresistenzgene, Antimetabolitengene, Herbizidresistenzgene usw. sind Beispiele für selektierbare Marker. | Gencode für grün fluoreszierendes Protein, β-Glucuronidase, Chloramphenicolacetyltransferase, rot fluoreszierendes Protein usw. sind Beispiele. |
Zusammenfassung – Auswählbarer Marker vs. Reportergen
Auswählbare Marker ermöglichen transformierten Zellen, in selektiven Medien zu wachsen, die mit bestimmten Antibiotika oder Herbiziden dosiert sind. Sie werden zur frühen Selektion von transformierten Zellen verwendet. Reportergene werden verwendet, um das Expressionsniveau des eingefügten gewünschten Gens zu quantifizieren. Sie ermöglichen auch die Differenzierung von transformierten und nicht-transformierten Zellen. Dies ist der Unterschied zwischen selektierbarem Marker und Reportergen. Sowohl selektierbare Marker als auch Reportergene gelten als wichtige Marker in der Gentechnik.
