DNA רקומביננטי – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף

בשורה

גרסה מ־12:04, 10 ביוני 2015

דנ"א רקומביננטי (Recombinant DNA) - הינו מולקולת DNA שנוצרה באופן טבעי או תוכננה במעבדה - כתוצאה מצירוף (קומבינציה) מחדש (רה) של מקטעי DNA ממקורות שונים, לרוב ממינים שונים של אורגניזמים.

מולקולות דנ"א רקומביננטי (rDNA) הנן מולקולות דנ"א המיוצרות לרוב בשיטות מעבדה של התערבות גנטית (כמו שיבוט מולקולרי), על מנת לחבר חומר גנטי ממספר מקורות שונים, ויצירת רצפים גנטים אשר לא היו יכולים להתקיים ביצורים חיים ללא התערבות זו. דנ"א קרומביננטי אפשרי כיוון שמולקולות דנ"א מכל היצורים חולקות את אותו המבנה הכימי ושונות רק ברצף הנוקלאוטידי אשר נמצא בתוך המבנה הכללי הזהה.

הקדמה

דנ"א רקומביננטי הנו שם כללי לתוצר התהליך בו לוקחים חלק אחד של דנ"א ומשלבים אותו עם שרשרת נוספת של דנ"א. מולקולות דנ"א רקומביננטי לפעמיםם נקראות "דנ:T כימרי", כיוון שהן לרוב עשויות מחומר גנטי של שני יצורים שונים. טכנולוגית הדנ"א הרקומביננטי משתמשת ברצפים פלינדרומים.

רצפי הדנ"א המשמשים לבניית דנ"א רקומביננטי יכולים להיות במקורם מכל יצור או זן. לדוגמא, דנ"א צמחי יכול להצטרף לדנ"א של בקטריה, או למשל דנ"א אנושי יכול להצטרף לדנ"א של פטרייה. בנוסף, רצפי דנ"א שלא קיימים בשום מקום בטבע יכולים להיווצר ע"י הסינתזה הכימית של דנ"א, ולהישתלב יחד לדנ"א רקומביננטי.

שימוש בטכנולוגית דנ"א רקומביננטי ובדנ"א סינטטי, למעשה אומר כי כל רצף של דנ"א יכול להיווצר ולהיות מוצג לכל אחד ממגוון רחב מאוד של יצורים חיים.

חלבונים אשר נוצרים כתוצאה מהופעת הדנ"א הרקומביננטי שבתוך התאים, נקראים חלבונים רקומביננטים. כאשר דנ"א רקומביננטי המקודד חלבון מוצג לייצור המארח, החלבון הרקומביננטי לא תמיד יווצר. הווצרות חלבונים כתוצאה מביטוי לחלבונים זרים דורש שימוש בוקטורי ביטוי מיוחדים ולעתים קרובות על גוף היצור לעשות ארגון מחדש של הרצף הגנטי שלו על מנת לייצר את החלבון הזר.

דנ"א רקומביננטי שונה משילוב גנטי בכך שהאחרון משתמש בשיטות מלאכותיות בתוך מבחנה, בעוד שדנ"א רקומביננטי הוא תהליך ביולוגי המתבסס על שילוב של דנ"א הקיים באופן טבעי אצל יצורים חיים.

יצירת דנ"א רקומביננטי

שיבוט מולקורלרי הינו תהליך מעבדה שבו משתמשים על מנת ליצור דנ"א רקומביננטי. שיטה זו הינה אחת ממגוון שיטות קיימות, כמו תגובת השרשרת של פולימראז (PCR) המשמשת לבקר את השכפול של כל רצף DNA ספציפי. השוני העיקרי בין שתי השיטות הללו הינו ששיבוט מולקולרי כולל שכפול של הדנ"א בתוך תא חי, בעו ש-PCR משכפל דנ"א במבחנה, ללא תאים חיים.

ייצור של דנ"א רקומביננטי דורש וקטור שיבוט, מולקולת דנ"א אשר משתכפלת בתוך תא חי. וקטורים לרוב נגזרים מפלסמידים או מוירוסים, ומייצגים יחסית חלק קטן של דנ"א הכולל אותות נחוצים לשכפול גנטי, כמו גם אלמנטים נוספים המאפשרים החדרת דנ"א זר. בחירת הוקטור לשיבוט המולקולרי תלוי בבחירת הייצור המארח, גודל הדנ"א המשובט, והאם ואיך על הדנ"א הזר להתבטא. חלקי הדנ"א יכולים להיות משולבים על ידי שימוש במגוון שיטות, כמו הגבלת האנזים או "הרכבת גיבסון".

בפרוטוקולים סטנדרטיים של שיבוט, השיבוט של כל קטע DNA כרוך בשבעה צעדים: 1. בחירה של יצור מארח ווקטור שיבוט 2. הכנת וקטור הדנ"א 3. הכנת הדנ"א למצב של שיבוט 4. יצירת דנ"א רקומביננטי 5. הצגה של הדנ"א הרקומביננטי לייצור המארח 6. בחירה של יצורים המכילים דנ"א רקומביננטי 7. סריקת השיבוטים עם ה- DNA רצוי והמאפיינים ביולוגיים.

ביטוי של דנ"א רקומביננטי

לאחר השתלה לתוך האורגניזם המארח, הדנ"א הזר המוכל בתוך ה- DNA הרקומביננטי עשוי או עשוי שלא, לבוא לידי ביטוי. ייתכן כי הדנ"א פשוט ישוכפל ללא ביטוי, או שהוא יעובד ויתורגם כך שהחלבון הרקומביננטי יווצר. באופן כללי, ביטוי של גן זר דורש בנייה מחדש של הגן, כך שיכלול רצפים הדרושים לייצור מולקולת mRNA היכולה להיות בשימוש על ידי מנגנון התרגום של המארח. שינויים ספציפים לאורגניזם המארח יכולים להיעשות על מנת לשפר את הביטוי של הגן. בנוסף, ייתכן כי יתבצעו שינויים נוספים לרצף קידוד, על מנת לשפר את התרגום, להפוך את החלבון למסיס, לכוון את החלבון רקומביננטי למיקום התאי/ החוץ תאי הנכון ולייצב את החלבון.

מאפייני אורגניזמים המכילים דנ"א רקומביננטי

ברוב המקרים, לאורגניזמים הכוללים דנ"א רקומביננטי יש פנוטיפים רגילים. כלומר, ההופעה שלהם, ההתנהגות והמטבוליזם לרוב לא משתנים, והדרך היחידה להראות את קיומו של הדנ"א הרקומביננטי הוא לבדוק את הדנ"א עצמו, לרוב ע"י בדיקת PCR. קיימים יוצאי דופן, להסבר - ראה מטה.

אם רצפי ה-rDNA מקודדים גן, אז הופעת ה-RNA או החלבון המיוצרים ע"י הגן הרקומביננטי, ניתנים לאיתור בדרך כלל באמצעות RT-PCR או שיטות נוספות. שינויים פנוטיפים משמעותיים הם יוצאי דופן, אלא אם הגן הרקומביננטי נבחר וקודד על מנת לגרום לפעילות ביולוגית בתא המארח. פנוטיפים נוספים כוללים רעילות לאורגניזם המארח, במיוחד אם הוא מבוטא בתוך תאים או רקמות לא תואמים.

בחלק מהמקרים, לדנ"א רקומביננטי יש השפעות מזיקות גם אם זה לא בא לידי ביטוי. מנגנון אחד שבו זה קורה הוא הכנסת אי-אקטיבציה insertional, שבו rDNA מוכנס לתוך הגן של התא המארח. בחלק מן המקרים, חוקרים משתמשים בתופעה הזו כדי "לשכנע" את הגנים להחליט מהו התפקיד הביולוגי שלהם וחשיבותם. מנגנון נוסף שבו הכנסת rDNA לתוך DNA כרומוזומי יכול להשפיע על ביטוי גנטי הוא ע"י הפעלה בלתי מתאימה של גנים בתאים קודמים שאינם מבוטאים. מנגנון זה יכול להתרחש, למשל, כאשר חלק של DNA רקומביננטי הכולל יוזם פעיל ממוקם לצד גן תא מארח שקט, או כאשר גן התא המארח הפועל כדי לרסן את הביטוי הגנטי, עובר תהליך של אי-אקטיבציה על ידי ה- DNA הרקומביננטי.

לקריאה נוספת

שם סופר, שם ספר, שם הוצאה, תאריך הוצאה

קישורים חיצוניים

התוכן בקישור, באתר (שם האתר)

הערות שוליים

@@ שורה 45: / שורה 45: @@
 ברוב המקרים, לאורגניזמים הכוללים דנ"א רקומביננטי יש פנוטיפים רגילים. כלומר, ההופעה שלהם, ההתנהגות והמטבוליזם לרוב לא משתנים, והדרך היחידה להראות את קיומו של הדנ"א הרקומביננטי הוא לבדוק את הדנ"א עצמו, לרוב ע"י בדיקת PCR. קיימים יוצאי דופן, להסבר - ראה מטה.
+אם רצפי ה-rDNA מקודדים גן, אז הופעת ה-RNA או החלבון המיוצרים ע"י הגן הרקומביננטי, ניתנים לאיתור בדרך כלל באמצעות RT-PCR או שיטות נוספות. שינויים פנוטיפים משמעותיים הם יוצאי דופן, אלא אם הגן הרקומביננטי נבחר וקודד על מנת לגרום לפעילות ביולוגית בתא המארח. פנוטיפים נוספים כוללים
+רעילות לאורגניזם המארח, במיוחד אם הוא מבוטא בתוך תאים או רקמות לא תואמים.
+בחלק מהמקרים, לדנ"א רקומביננטי יש השפעות מזיקות גם אם זה לא בא לידי ביטוי. מנגנון אחד שבו זה קורה הוא הכנסת אי-אקטיבציה  insertional, שבו  rDNA מוכנס לתוך הגן של התא המארח. בחלק מן המקרים, חוקרים משתמשים בתופעה הזו כדי "לשכנע" את הגנים להחליט מהו התפקיד הביולוגי שלהם וחשיבותם. מנגנון נוסף שבו הכנסת rDNA לתוך DNA כרומוזומי יכול להשפיע על ביטוי גנטי הוא ע"י הפעלה בלתי מתאימה של גנים בתאים קודמים שאינם מבוטאים.
-If the rDNA sequences encode a gene that is expressed, then the presence of RNA and/or protein products of the recombinant gene can be detected, typically using RT-PCR or western hybridization methods.[8] Gross phenotypic changes are not the norm, unless the recombinant gene has been chosen and modified so as to generate biological activity in the host organism.[9] Additional phenotypes that are encountered include toxicity to the host organism induced by the recombinant gene product, especially if it is over-expressed or expressed within inappropriate cells or tissues.
+מנגנון זה יכול להתרחש, למשל, כאשר חלק של DNA רקומביננטי הכולל יוזם פעיל ממוקם לצד גן תא מארח שקט, או כאשר גן התא המארח הפועל כדי לרסן את הביטוי הגנטי, עובר תהליך של אי-אקטיבציה על ידי ה- DNA הרקומביננטי.
-In some cases, recombinant DNA can have deleterious effects even if it is not expressed. One mechanism by which this happens is insertional inactivation, in which the rDNA becomes inserted into a host cell's gene. In some cases, researchers use this phenomenon to "knock out" genes to determine their biological function and importance.[10] Another mechanism by which rDNA insertion into chromosomal DNA can affect gene expression is by inappropriate activation of previously unexpressed host cell genes. This can happen, for example, when a recombinant DNA fragment containing an active promoter becomes located next to a previously silent host cell gene, or when a host cell gene that functions to restrain gene expression undergoes insertional inactivation by recombinant DNA.
-== ראו גם ==
-* [[שם ערך]]
 == לקריאה נוספת ==