Kluczowa różnica – losowa mutageneza a mutageneza ukierunkowana na witrynę
Mutageneza to proces, w którym mutacje są celowo wprowadzane do komórek lub genów, co powoduje powstanie genetycznie zmodyfikowanych genów lub organizmów. Mutageneza ma na celu wprowadzenie korzystnych właściwości do organizmów. Obecnie mutagenezę stosuje się również w terapii genowej do zmiany genów oraz do celów leczniczych. Mutacje można wprowadzać na dwa główne sposoby; Mutageneza losowa i mutageneza ukierunkowana na miejsce. Mutageneza losowa to proces losowego wprowadzania mutacji. Następnie wybierz zmutowane organizmy za pomocą metody selekcji. Proces jest całkowicie losowy. Mutageneza ukierunkowana na miejsce to proces, w którym mutacje są wprowadzane w sposób specyficzny dla miejsca do określonych miejsc w DNA lub do określonych nukleotydów. Specyficzność mutacji ukierunkowanych na miejsce jest bardzo wysoka. Kluczową różnicą między mutagenezą losową a ukierunkowaną na miejsce jest sposób wprowadzenia mutacji. Mutageneza losowa wprowadza mutacje w sposób losowy, podczas gdy mutacje ukierunkowane na miejsce są ukierunkowane konkretnie na wybrane miejsca genów.
Co to jest losowa mutageneza?
Randomowa mutageneza odnosi się do procesu wprowadzania mutacji do organizmów w sposób losowy, a zatem jest niespecyficzny. Mutageneza losowa polega na wystawieniu organizmu na działanie mutagenu przez pewien czas i wyselekcjonowaniu zmutowanych odmian. Mutageny mogą być mutagenami fizycznymi, takimi jak promieniowanie UV, lub mutagenami chemicznymi, takimi jak środki alkilujące. Ta metoda najlepiej nadaje się do wywoływania mutacji w mikroorganizmach, roślinach i zwierzętach.
Proces rozwoju szczepów drobnoustrojów w produkcji antybiotyków opiera się na losowej mutagenezie. Szczepy wytwarzające antybiotyki są eksponowane na różne mutageny, a następnie testowana jest wrażliwość szczepu na antybiotyki. W ten sposób można wywnioskować szczepy, które rozwinęły oporność w stosunku do oryginalnego szczepu.
W kulturze tkankowej roślin, losowa mutageneza jest używana do wprowadzania różnych cech do roślin. Rośliny są narażone na mutageny w stadiach tworzenia kalusa. W badaniach na zwierzętach rzadko stosuje się losową mutagenezę, chociaż środki alkilujące były stosowane w celu wywołania mutacji poprzez losową mutagenezę.
Podczas ekspozycji organizmów na mutageny należy zwrócić uwagę na dawkę mutagenu i okres ekspozycji na mutageny. Nadmierne dawki i okresy narażenia mogą uszkodzić sam organizm. Dlatego też losową mutagenezę należy wykonywać w kontrolowanych warunkach.
Co to jest mutageneza ukierunkowana na witrynę?
Mutageneza ukierunkowana na miejsce to bardziej specyficzny proces wywoływania mutacji, w którym analogi zasad były używane do tworzenia mutacji punktowych. Te analogi zasad są zdolne do indukowania przejścia adenina-tymina do guaniny-cytozyny. W ten sposób indukowana jest mutacja, która jest znana jako mutageneza ukierunkowana na miejsce, a zatem ma wysoką specyficzność.
Rysunek 01: Ukierunkowana mutageneza
We wczesnych technikach biologii molekularnej, ukierunkowaną mutagenezę z użyciem analogów zasad przeprowadzano przy użyciu aminopuryny do przejść AT – GC i nitrozoguanidyny do przejść z GC do AT. Wraz z wprowadzeniem reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) i koncepcji starterów, obecnie ukierunkowana mutageneza jest indukowana przez mutagenne oligonukleotydy. Metoda ta pozwala na wprowadzenie indeli i mutacji punktowych do wybranego genu lub organizmu. Po zakończeniu procedury mutagenezy, mutanty są wybierane przy użyciu określonych reporterów lub markerów.
Jakie są podobieństwa między mutagenezą losową a mutagenezą ukierunkowaną na witrynę?
- Zarówno techniki Random Mutagenesis, jak i Site Directed Mutagenesis to sztuczne metody wywoływania mutacji w określonym organizmie.
- Zarówno techniki mutagenezy losowej, jak i mutagenezy ukierunkowanej są wykorzystywane do wytwarzania pożytecznych odmian organizmów, które posiadają takie cechy, jak tolerancja na choroby oraz w terapii genowej.
- Zarówno techniki losowej mutagenezy, jak i ukierunkowanej mutagenezy indukują mutacje w DNA i zmieniają DNA.
- Zarówno typy mutagenezy losowej, jak i mutagenezy ukierunkowanej na miejsce są wywoływane głównie przez czynniki fizyczne i chemiczne.
Jaka jest różnica między mutagenezą losową a mutagenezą ukierunkowaną na miejsce?
Przypadkowa mutageneza a mutageneza ukierunkowana na witrynę |
|
| Randomowa mutageneza to proces polegający na losowym wprowadzaniu mutacji, a następnie selekcji zmutowanych organizmów za pomocą metody selekcji. Proces jest całkowicie losowy. | Mutageneza ukierunkowana na miejsce to proces, w którym mutacje są wprowadzane w specyficzny sposób do określonych miejsc w DNA lub do określonych nukleotydów. |
Podsumowanie – losowa mutageneza a mutageneza ukierunkowana na witrynę
Mutacje to zmiany w sekwencji DNA organizmu. Wynika to z nieznanych ekspozycji na mutageny. W mutagenezie odmiany drobnoustrojów, rośliny i hodowle komórek zwierzęcych są poddawane działaniu mutagenów, a odmiana mutanta jest wybierana po zakończeniu transferu genów. W zależności od sposobu, w jaki dochodzi do mutacji, mogą to być mutacje losowe lub mutacje ukierunkowane na miejsce. Mutageneza losowa to proces losowego wprowadzania mutacji, podczas gdy mutageneza ukierunkowana na miejsce to proces, w którym mutacje są wprowadzane w sposób specyficzny dla miejsca w określonych miejscach w DNA lub w określonych nukleotydach. To jest różnica między mutagenezą losową a mutagenezą ukierunkowaną na miejsce.
