3 DNA-Splicing-Typen: Detaillierte Fakten

Es gibt drei Arten des DNA-Spleißens, die häufig in Gen- und Biotechnologielabors zu finden sind. Sie sind:

Hier werden wir die oben genannten Arten des DNA-Spleißens im Detail besprechen.

REKOMBINANTE DNA:

Rekombinante DNA ist der Prozess der genetischen Modifizierung von DNA-Molekülen durch Ausschneiden und Einfügen verschiedener Fragmente, die die gewünschten Merkmale hervorgebracht haben. 

rDNA oder rekombinant DNA ist ein Prozess, bei dem Enzyme verwendet werden, um interessierende DNA-Sequenzen auszuschneiden und einzufügen.

Die rekombinierten DNA-Sequenzen können dann in Vektoren platziert werden, die die DNA zur Replikation oder Expression zu einer geeigneten Wirtszelle tragen.

Das Spleißen von Genen einer Art und deren Übertragung in die Zellen eines anderen Lebewesens oder einer anderen Art, sodass die DNA dupliziert wird und Teil der genetischen Ausstattung des Organismus wird. Restriktionsenzyme spalten sie und Ligasen verbinden sie.

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Rekombinante DNA-Produktion
Bild: Wikipedia

Um rekombinante DNA herzustellen, müssen Wissenschaftler zunächst die DNA isolieren, die sie kombinieren möchten. DNA kann aus einer Vielzahl von Quellen gewonnen werden, darunter Bakterien, Pflanzen, Tiere, Algen und Pilze. Wissenschaftler verwenden ausgeklügelte Laborverfahren, um die gewünschten DNA-Abschnitte zu schneiden und sie zusammenzufügen, um rekombinante DNA oder rDNA zu erzeugen. Sie fügen die neue rDNA in eine Wirtszelle ein, die sie absorbiert und dupliziert und die Merkmale anzeigt, für die sie kodiert.

GENSPLIZEN:

Gene sind DNA-Segmente, die enthalten Anweisungen zur Proteincodierung. Genspleißen ist eine Art der Gentechnik, bei der bestimmte Gene oder Gensequenzen in das Genom eines anderen Lebewesens eingefügt werden. Das Spleißen von Genen ist ein Prozess, der während der Verarbeitung von Desoxyribonukleinsäure (DNA) stattfindet, um sie für die Übersetzung in Protein vorzubereiten.

Ein einzelnes Gen kann dank Genspleißen, einer posttranskriptionellen Veränderung, für zahlreiche Proteine ​​kodieren. In Eukaryoten wird das Spleißen von Genen durch den differentiellen Einschluss oder die Entfernung von Prä-mRNA-Sequenzen vor der mRNA-Translation erreicht. Das Spleißen von Genen ist eine Hauptquelle für Proteinvariationen. 

DNA-Splicing-Typen
Genetische Rekombination
Bild: Wikipedia

Während eines normalen Gen-Splicing-Ereignisses kann Prä-mRNA von einem Gen zu mehreren reifen führen mRNA

Moleküle, von denen jedes mehrere funktionelle Proteine ​​produzieren kann. Als Ergebnis, Gen Spleißen ermöglicht es einem einzelnen Gen, seine Kodierungskapazität zu erhöhen, was die Produktion von physikalisch und funktionell unterschiedlichen Protein-Isoformen ermöglicht. Das Spleißen von Genen wird in einer großen Anzahl von Genen beobachtet. Es ist bekannt, dass alternatives Spleißen in etwa 40–60 % der Gene in menschlichen Zellen auftritt.

MIKROINJEKTION:

Die Mikroinjektion ist eine sehr zuverlässige und reproduzierbare Methode zur Abgabe von genetischem Material in einen Zellkern. Die Methode der Injektion genetischer Elemente in eine lebende Zelle mit Mikropipetten aus Glas oder Mikroinjektionsnadeln aus Metall ist als Mikroinjektion bekannt. Mikropipetten aus Glas gibt es in verschiedenen Größen mit Spitzendurchmessern von 0.1 bis zehn Millimetern. DNA oder RNA wird direkt injiziert Kern der Zelle. 

Große Froscheier, Säugetierzellen, Säugetierembryonen, Pflanzen und Gewebe wurden alle erfolgreich mikroinjiziert. Die Mikroinjektion war traditionell kostspielig, zeitaufwändig und arbeitsintensiv, aber neue Technologien machen sie zuverlässiger, wiederholbarer und wirtschaftlicher.

Was ist DNA-Spleißen?

DNA-Spleißen ist der Prozess bei dem die DNA-Sequenz verändert wird, indem ein Teil ihrer Sequenz entfernt oder hinzugefügt wird.

Beim Spleißen werden unerwünschte Teile entfernt und die erforderlichen Fragmente wieder zusammengefügt, um eine vollständige Biomolekülkette zu bilden. DNA-Spleißen ist, wenn die DNA-Sequenz und nicht die transkribierte mRNA diese Änderungen erfährt.

DNA-Spleißen ist nichts, was natürlich vorkommt. Vielmehr ist es ein im Labor hergestelltes Unterfangen, genetische Modifikationen herzustellen. Seit der rekombinanten DNA-Revolution in den 1970er Jahren ist das Spleißen menschlicher DNA mit nichtmenschlichem genetischem Material eine gängige Praxis.

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Prozess des Spleißens und Klonens von Genen
Bild: Wikipedia

Menschliche DNA wurde auch in lebenden Tieren manipuliert, entweder für grundlegende Studien oder in jüngerer Zeit, um enorme Mengen an Proteinen für medizinische Zwecke herzustellen.

Es gibt 3 Arten von DNA-Spleißen, die im Labor durchgeführt werden. Dazu gehören rekombinante DNA, Genspleißen und Mikroinjektionen.

DNA-Spleißen in Prokaryoten:

  • Der Prozess des Spleißens tritt nicht natürlich auf Prokaryotische Zellen da ihre RNA frei von Introns ist. 
  • Die Transkription in Prokaryoten produziert also prozessierte mRNA. Eine andere Art des Spleißens ist im extrachromosomalen oder zu sehen Plasmid DNA von Prokaryoten, die kreisförmig ist.
  • Das Das prokaryotische Chromosom besteht aus DNA und enthält alle Informationen, die eine Bakterienzelle benötigt, um normal zu funktionieren.
  • Neben dem Chromosom Bakterien können Plasmide tragen, das sind winzige DNA-Ringe, die Gene enthalten.
  • Plasmide können sich selbst spleißen, um antibiotikaresistente Gene hinzuzufügen, wenn sich der Organismus in einer mit Antibiotika induzierten Umgebung befindet.
  • Das Gen ist im Prokaryoten natürlicherweise nicht vorhanden, wird aber bei Bedarf in die Plasmid-DNA gespleißt.
  • Wissenschaftler haben diese Methode verwendet, um mehr als ein einzelnes antibiotikaresistentes Gen in denselben Organismus zu spleißen und es dann aus dem Organismus zu entfernen, um es zu klonen.
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Plasmid-DNA, die gespleißt wird, um antibiotikaresistente Gene einzubauen
Bild: Wikipedia

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