Peamine erinevus – geenitehnoloogia vs rekombinantne DNA tehnoloogia
Organismide geneetilisi materjale saab muuta geenitehnoloogia või rekombinantse DNA tehnoloogia abil. Rekombinantne DNA tehnoloogia on protsess, mida kasutatakse huvipakkuvat DNA-d ja vektor-DNA-d kandva rekombinantse DNA molekuli loomiseks, samas kui geenitehnoloogia on lai mõiste, mida kasutatakse organismi geneetilise struktuuriga manipuleerimisega seotud protsesside kirjeldamiseks. See on peamine erinevus geenitehnoloogia ja rekombinantse DNA tehnoloogia vahel.
Mis on geenitehnoloogia?
Geenitehnoloogia on lai mõiste, mida kasutatakse organismi geneetilise struktuuriga manipuleerimisega seotud tehnikate kogumi kohta. Geenitehnoloogia tehakse in vitro tingimustes (väljaspool elusorganismi, kontrollitud keskkonnas).
Geenid on kodeeritud valkude ja muude valgu lähteainete jaoks, mis on olulised kasvuks ja arenguks. Kui teadlased soovivad uurida geenide paigutust, ekspressiooni, geeniregulatsiooni jne, tutvustavad nad seda konkreetset geeni peremeesbakterile, mis on võimeline sisestatud geeni replitseerima ja tegema rekombinantse DNA tehnoloogia abil soovitud geenist mitu koopiat. See hõlmab spetsiifiliste DNA fragmentide lõikamist, nende viimist teise organismi ja ekspresseerimist transformeeritud organismis. Võõra DNA sisestamisel muutub organismi geneetiline koostis. Seetõttu nimetatakse seda geenitehnoloogiaks (geenimanipulatsioon täiustatud tehnikate abil). Kui manipuleeritakse organismi geneetilise ülesehitusega, muutuvad organismi omadused. Karakteristikuid saab parandada või muuta, et viia organismide soovitud muutused.
Geenitehnoloogias on mitu olulist sammu. Need on nimelt DNA lõhustamine ja puhastamine, rekombinantse DNA tootmine (rekombinantne vektor), rekombinantse DNA transformeerimine peremeesorganismiks, peremeesorganismi paljundamine (kloonimine) ja transformeeritud rakkude skriinimine (õiged fenotüübid).
Geenitehnoloogia on rakendatav paljude organismide, sealhulgas taimede, loomade ja mikroorganismide puhul. Näiteks saab transgeenseid taimi toota kasulikke omadusi, nagu herbitsiidiresistentsus, põuataluvus, kõrge toiteväärtus, kiiresti kasvav, putukaresistentsus, veealuse taluvus jne, juurutades, kasutades taimede geenitehnoloogiat. Sõna transgeenne viitab geneetiliselt muundatud organismidele. Täiustatud omadustega transgeensete põllukultuuride tootmine on nüüd võimalik tänu geenitehnoloogiale. Transgeenseid loomi saab toota ka inimravimite tootmiseks, nagu on näidatud joonisel 01.
Joonis_1: Geneetiliselt muundatud loomad
Geenitehnoloogial on laialdased rakendused biotehnoloogias meditsiini, teadusuuringute, põllumajanduse ja tööstuse valdkonnas. Meditsiinis hõlmab geenitehnoloogia geeniteraapiat ja inimese kasvuhormoonide, insuliini, erinevate ravimite, sünteetiliste vaktsiinide, inimese albumiinide, monoklonaalsete antikehade jne tootmist. Põllumajanduses kasutatakse geneetiliselt muundatud põllukultuure, nagu soja, mais, puuvill ja muud põllukultuurid, millel on teatud väärtuslikud omadused saadakse geenitehnoloogia abil. Tööstuses kasutatakse geenitehnoloogiat laialdaselt rekombinantsete mikroorganismide tootmiseks, mis on võimelised tootma majanduslikult kasulikke tooteid, eriti valke ja ensüüme. Keskkonnareostuse kontroll (bioremediatsioon), metallide taaskasutus (biokaevandamine), sünteetiliste polümeeride tootmine jne.on teostatavad ka geneetiliselt muundatud mikroorganisme kasutavates tööstustes. Teadusuuringutes kasutatakse geenitehnoloogiat teatud inimeste haiguste loommudelite loomiseks. Geneetiliselt muundatud hiired on kõige populaarsem loommudel, mida teadlased kasutavad vähi, rasvumise, südamehaiguste, diabeedi, artriidi, ainete kuritarvitamise, ärevuse, vananemise, Parkinsoni tõve jne raviks ja leidmiseks.
Mis on rekombinantne DNA tehnoloogia?
Rekombinantne DNA tehnoloogia on kahe erineva liigi DNA-d (vektor ja võõr-DNA) kandva rekombinantse DNA molekuli ettevalmistamise ja kloonimise tehnoloogia. See saavutatakse restriktsiooniensüümide ja DNA ligaasi ensüümi abil. Restriktsiooniendonukleaasid on DNA-d lõikavad ensüümid, mis aitavad eraldada huvitatud DNA fragmente organismist ja avada vektoreid, peamiselt plasmiide. DNA ligaas on ensüüm, mis hõlbustab eraldatud DNA fragmendi ühendamist avatud vektoriga, et luua rekombinantne DNA. Rekombinantse DNA (võõr-DNA-st koosneva vektori) valmistamine sõltub peamiselt kasutatavast vektorist. Valitud vektor peaks olema sobivas peremeesrakus võimeline ise replitseerima mis tahes selle külge kovalentselt kinnitatud DNA segmendiga. See peaks sisaldama ka sobivaid kloonimissaite ja selekteeritavaid markereid skriinimiseks. Rekombinantse DNA tehnoloogias on tavaliselt kasutatavad vektorid bakterite ja bakteriofaagide plasmiidid (bakterid nakatavad viirused).
Joonis_02: Rekombinantse DNA süntees
Rekombinantset DNA-d toodetakse eesmärgiga toota uusi valke, uurida geenide struktuure ja funktsioone, manipuleerida valgu omadustega, koguda suures koguses valke jne. Seetõttu tuleb sünteesitud rekombinantset DNA-d replitseerida ja ekspresseerida peremeesorganismis. Seega hõlmab rekombinantne DNA tehnoloogia kogu geenitehnoloogias toimuvat protsessi, alustades spetsiifilise DNA eraldamise etapist kuni sisestatud tunnusest koosnevate transformeeritud rakkude skriinimiseni. Seetõttu võib rekombinantse DNA tehnoloogiat ja geenitehnoloogiat pidada kaheks omavahel seotud protsessiks, millel on üks põhieesmärk ja sarnased etapid: huvitava DNA insertsiooni eraldamine, sobiva vektori valimine, DNA inserdi (võõra DNA) sisestamine vektorisse rekombinantse DNA molekuli moodustamiseks., rekombinantse DNA molekuli sisestamine sobivasse peremeesorganismi ja transformeeritud peremeesrakkude valik.
Mis vahe on geenitehnoloogial ja rekombinantse DNA tehnoloogial?
Geenitehnoloogia vs rekombinantne DNA tehnoloogia |
|
| Geenitehnoloogia on lai mõiste, mis viitab protsessile, mida kasutatakse organismi geneetilise struktuuriga manipuleerimiseks. | Rekombinantne DNA tehnoloogia on tehnika, mida kasutatakse kahe erineva liigi DNA-d kandva rekombinantse DNA molekuli loomiseks. |
| Rekombinantse DNA süntees | |
| Toodatakse rekombinantset DNA-d | Toodatakse rekombinantne DNA molekul. |
Kokkuvõte – geenitehnoloogia vs rekombinantne DNA tehnoloogia
Geenitehnoloogia on molekulaarbioloogia valdkond, mis tegeleb organismi geneetilise materjali (DNA) manipuleerimisega väärtuslike omaduste saamiseks. Rekombinantne DNA tehnoloogia on rekombinantse DNA valmistamise tehnika. Mõlema protsessi käigus toimub manipuleerimine organismi geneetilise materjaliga. Kuigi geenitehnoloogia ja rekombinantse DNA tehnoloogia vahel on erinevus, on need omavahel seotud ning geenitehnoloogia oleks võimatu ilma rekombinantse DNA tehnoloogia kasutamiseta.
