Hva er de forskjellige måtene å overføre fremmed DNA til bakteriene?

For overføring av fremmed DNA i vertscellen er det forskjellige metoder implementert. Det er to brede kategorier av genoverføring som forekommer naturlig eller kunstig med menneskelig interferens.

Horisontal genoverføring : Det kan defineres som overføring av materiale fra en celle til den andre cellen enn foreldre til dattercelle.

Vertikal genoverføring: I dette er genoverføringen mellom foreldrecellen til dattercellen.

HGT [1] innebærer transformasjon, transfeksjon og konjugering.

Transformasjon : Vi er ganske kjent med Griffiths eksperiment og hans transformerende prinsipp. Det kan defineres som opptaket hvis det nakne DNA og dets integrering i bakteriesystemet. Transformasjon observeres naturlig i planter, dyr og bakterier. Transformasjon kan gjøres kunstig ved å implementere spesifikke metoder som elektroporering, ballistisk metode, kjemiske metoder etc.

Transfeksjon [2] : Det ligner transformasjon. For eukaryote celler brukes transformasjonsord for å forholde seg til kreft, og dermed blir transfeksjonsord adoptert. Transfeksjonsprosess inkluderer viruset som medium for overføring av genetisk materiale til det eukaryote systemet.

Konjugering : Det er en naturlig forekommende prosess hos bakterier og andre prokaryoter som letter seksuell reproduksjon. Konjugering skjer ved dannelse av konjugasjonsbroen som gjør at givercellen (hannen) kan overføre arvestoffet til mottakercellen (hunnen). Konjugasjonsbroen dannes av pili (kalt sex pili) til de to bakteriene. Merk: bakteriofager som M13 bruker disse piliene til å overføre genetisk materiale direkte inn i bakteriecellen.

Transformasjonsmetoder brukt av genetiske ingeniører og bioteknolog for transformering av cellene er stort sett klassifisert i to kategorier: Fysiske og kjemiske metoder.

1) Kjemiske metoder:

CaCl2-behandling: CaCl2 ville destabilisere cellemembranen. Det ville binde seg til DNAet og dekke den negative ladningen av fosfat. Derfor kan DNA lett komme inn i cellen gjennom lipid-dobbeltlaget. CaCl2 får DNA til å utfelle i den ytre fasen av lipidmembranen. Ved å utsette varmesjokk (42 ° C) for prøven øker utbyttet til transformantene.

PEG-behandling: For planteceller bruker vi PEG i stedet for CaCl2. PEG er 4000 Da-molekyler, og den destabiliserer membranen og danner et kompleks med DNA. DNAet blir deretter enkelt transportert inn i cellen.

Andre kjemiske metoder involverer bruk av DEAE dekstraner, liposomer, nanocarrier etc.

2) Fysiske metoder:

Elektroporering: Det innebærer bruk av elektrisk puls for å generere midlertidige porer i membranen. De små plasmidene og DNA kan enkelt inkorporeres ved bruk av kjemiske metoder, men for de store DNA-molekylene må vi bruke fysiske metoder. For elektroporering bør konsentrasjonen imidlertid være høy. Når det gjelder planteceller, er cellen omgitt av lagene med polysakkarider og andre biomolekyler som hemicellulose, Cellulose, pektin osv. Dermed behandler vi cellen med enzymer som hemicellulose og cellulose for å fjerne celleveggen og konvertere cellen til en protoplast. Dermed kan porene i membranen lett dannes og DNA kan overføres til cellen gjennom elektroporering.

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

Biolistisk metode [4] : Det kalles også partikkelbombardementmetode, partikkelpistolmetode, eller ganske enkelt genpistol. Instrumentet består av mikrobærere som er bygd opp av tungmetaller som Au, Ag, W osv. Pistolen består også av bruddskive, en plate som bærer mikrobærere (lastet med DNA), stoppplate, og til slutt celleholderplate . Når pistolen blir avfyrt, blir gassen presset inn i pistolen som fører til brudd på bruddskiven. Platen med mikrobæreren (med DNA) beveger seg mot stoppeplaten. Mikrobæreren ville deretter bevege seg og komme inn i cellen. DNA overføres dermed direkte inn i cellen. Imidlertid er det noen begrensninger i bruken av genpistol. Det er en mulighet for innsetting av flere partikler og dets akkumulering som kan forårsake overuttrykk av genet eller genstille.

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

Mikroinjeksjoner : De bruker veldig fin pipette for å injisere DNA-molekylene direkte i kjernen til cellen som skal transformeres. Det brukes til plante- og dyreceller.

Merk: Jeg vil sette pris på korreksjonene dine og forslagene dine hvis dataene ikke er relevante.

Referanse og videre lesning

Brown, TA, 2016. Genkloning og DNA-analyse: en introduksjon. John Wiley & Sons.

Wolff, JA, Malone, RW, Williams, P., Chong, W., Acsadi, G., Jani, A. og Felgner, PL, 1990. Direkte genoverføring til musemuskulatur in vivo. Science, 247 (4949 Pt 1), s.1465-1468.

Lorenz, MG og Wackernagel, W., 1994. Bakteriell genoverføring ved naturlig genetisk transformasjon i miljøet. Mikrobiologiske anmeldelser, 58 (3), s.563-602.

Lurquin, PF, 1997. Genoverføring ved elektroporati