Peamine erinevus – juhuslik mutagenees vs kohapealne mutagenees
Mutagenees on protsess, mille käigus rakkudesse või geenidesse viiakse tahtlikult mutatsioone, mille tulemuseks on geneetiliselt muundatud geenid või organismid. Mutagenees tehakse enamasti organismidele kasulike omaduste tutvustamiseks. Praegu kasutatakse mutageneesi ka geeniteraapias geenide muutmiseks ja meditsiinilistel eesmärkidel. Mutatsioone saab sisse viia kahel põhilisel viisil; Juhuslik mutagenees ja saidile suunatud mutagenees. Juhuslik mutagenees on mutatsioonide juhusliku sisseviimise protsess. Seejärel valige selektsioonimeetodi abil muteerunud organismid. Protsess on täiesti juhuslik. Kohtsuunatud mutagenees on protsess, mille käigus mutatsioonid viiakse kohaspetsiifiliselt DNA kindlatesse kohtadesse või spetsiifilistesse nukleotiididesse. Saidile suunatud mutatsioonide spetsiifilisus väga kõrge. Peamine erinevus juhusliku ja saidile suunatud mutageneesi vahel on mutatsiooni sisseviimise viis. Juhuslik mutagenees toob mutatsioonid sisse juhuslikult, samas kui saidipõhised mutatsioonid on suunatud konkreetselt geenide valitud kohtadele.
Mis on juhuslik mutagenees?
Juhuslik mutagenees viitab organismidesse juhuslike mutatsioonide sissetoomise protsessile ja on seega mittespetsiifiline. Juhuslik mutagenees hõlmab organismi kokkupuudet mutageeniga teatud aja jooksul ja mutantsete sortide valimist. Mutageenid võivad olla kas füüsikalised mutageenid, nagu UV-kiirgus, või keemilised mutageenid, nagu alküülivad ained. See meetod sobib kõige paremini mikroorganismide, taimede ja loomade mutatsioonide esilekutsumiseks.
Antibiootikumide tootmise mikroobitüvede arenemisprotsess põhineb juhuslikul mutageneesil. Antibiootikume tootvad tüved puutuvad kokku erinevate mutageenidega ja seejärel testitakse tüve antibiootikumitundlikkust. Seega saab tuletada tüved, millel on tekkinud resistentsus võrreldes algse tüvega.
Taimekoekultuuris kasutatakse juhuslikku mutageneesi, et lisada taimedesse erinevaid tegelasi. Kalluse moodustumise staadiumis puutuvad taimed kokku mutageenidega. Loomkatsetes kasutatakse juhuslikku mutageneesi harva, kuigi alküülivaid aineid on kasutatud mutatsioonide esilekutsumiseks juhusliku mutageneesi teel.
Organismide eksponeerimisel mutageenidele tuleb olla ettevaatlik mutageeni annuse ja mutageenidega kokkupuute perioodi suhtes. Liigsed doosid ja kokkupuuteperioodid võivad kahjustada organismi ennast. Seetõttu tuleks juhuslikku mutageneesi teha kontrollitud tingimustes.
Mis on kohapealne mutagenees?
Kohale suunatud mutagenees on spetsiifilisem mutatsioonide esilekutsumise protsess, kus punktmutatsioonide loomiseks kasutati baasanalooge. Need aluse analoogid on võimelised indutseerima adeniini-tüümiini üleminekuid guaniini-tsütosiiniks. Sel viisil indutseeritakse mutatsioon ja see on tuntud kui kohtsuunaline mutagenees ja seetõttu on sellel kõrge spetsiifilisus.
Joonis 01: Kohapealne mutagenees
Varasemate molekulaarbioloogia tehnikate puhul viidi aluse analoogide abil läbi kohtsuunatud mutagenees, kasutades aminopuriini AT-GC üleminekuks ja nitrosoguanidiini GC-AT üleminekuks. Polümeraasi ahelreaktsiooni (PCR) ja praimerite kontseptsiooni kasutuselevõtuga indutseeritakse praegu kohtsuunatud mutagenees mutageensete oligonukleotiidide kaudu. See meetod võimaldab sisestada valitud geeni või organismi indeleid ja punktmutatsioone. Pärast mutageneesiprotseduuri lõpetamist valitakse mutandid spetsiifiliste reporterite või markerite abil.
Millised on juhusliku mutageneesi ja kohapealse mutageneesi sarnasused?
- Nii juhusliku mutageneesi kui ka kohapealse mutageneesi tehnikad on kunstlikud meetodid konkreetse organismi mutatsiooni esilekutsumiseks.
- Nii juhusliku mutageneesi kui ka kohapealse mutageneesi tehnikaid kasutatakse kasulike organismide sortide tootmiseks, millel on sellised omadused nagu haigustaluvus, ja geeniteraapias.
- Nii juhusliku mutageneesi kui ka kohapealse mutageneesi tehnikad kutsuvad esile mutatsioone DNA-s ja muudavad DNA-d.
- Nii juhusliku mutageneesi kui ka kohapealse mutageneesi tüübid kutsuvad esile peamiselt füüsikalised ja keemilised mõjurid.
Mis vahe on juhuslikul mutageneesil ja kohapeal suunatud mutageneesil?
Juhuslik mutagenees vs kohapealne mutagenees |
|
| Juhuslik mutagenees on protsess, mille käigus sisestatakse juhuslikult mutatsioonid ja seejärel valitakse selektsioonimeetodi abil muteerunud organismid. Protsess on täiesti juhuslik. | Kohale suunatud mutagenees on protsess, mille käigus mutatsioonid viiakse kohaspetsiifilisel viisil DNA kindlatesse kohtadesse või kindlatesse nukleotiididesse. |
Kokkuvõte – juhuslik mutagenees vs kohapealne mutagenees
Mutatsioonid on muutused organismi DNA järjestuses. Need on tingitud teadmata kokkupuutest mutageenidega. Mutagenees puutub mikroorganismide, taimede ja loomarakukultuuride sordid kokku mutageenidega ning mutantne sort valitakse välja pärast geeniülekande lõppemist. Olenev alt viisist, kuidas mutatsioon esile kutsutakse, võivad need olla kas juhuslikud mutatsioonid või saidile suunatud mutatsioonid. Juhuslik mutagenees on mutatsioonide juhusliku sisseviimise protsess, samas kui saidile suunatud mutagenees on protsess, mille käigus mutatsioonid viiakse kohaspetsiifiliselt DNA konkreetsetesse asukohtadesse või konkreetsetesse nukleotiididesse. See on erinevus juhusliku mutageneesi ja kohapealse mutageneesi vahel.
