Каковы различные способы передачи чужеродной ДНК в бактерии?

Для переноса чужеродной ДНК в клетку-хозяина применяются различные методы. Существует две широкие категории переноса генов, происходящие естественным или искусственным путем с участием человека.

Горизонтальный перенос генов : его можно определить как перенос материала из одной ячейки в другую, отличную от родительской, в дочернюю.

Вертикальный перенос генов: при этом перенос генов происходит между родительской клеткой в дочернюю клетку.

HGT [1] включает трансформацию, трансфекцию и конъюгацию.

Преобразование : мы хорошо знакомы с экспериментом Гриффита и его принципом преобразования. Его можно определить как поглощение голой ДНК и ее интеграцию в бактериальную систему. Трансформация естественным образом наблюдается у растений, животных и бактерий. Преобразование может быть сделано искусственно, применяя конкретные методы, такие как электропорация, баллистический метод, химические методы и т. Д.

Трансфекция [2] : это похоже на трансформацию. Для эукариотических клеток слово трансформации используется для обозначения рака, и, таким образом, слово трансфекции принимается. Процесс трансфекции включает вирус в качестве среды для передачи генетического материала в эукариотическую систему.

Конъюгация : это естественный процесс у бактерий и других прокариот, который способствует половому размножению. Конъюгация происходит путем образования моста конъюгации, который позволяет донорской клетке (мужчина) передавать генетический материал в клетку реципиента (женщина). Мост конъюгации образован пили (называемой половой пили) двух бактерий. Примечание: бактериофаги, такие как M13, используют эти пили для передачи своего генетического материала непосредственно в бактериальную клетку.

Методы трансформации, используемые генными инженерами и биотехнологами для трансформации клеток, широко подразделяются на две категории: физические и химические методы.

1) Химические методы:

Обработка CaCl2: CaCl2 дестабилизирует клеточную мембрану. Он будет связываться с ДНК и покрывать отрицательный заряд фосфата. Следовательно, ДНК может легко проникнуть в клетку через липидный бислой. CaCl2 вызывает осаждение ДНК на внешней фазе липидной мембраны. Подвержение теплового шока (42 ° C) образцу увеличивает выход трансформантов.

Обработка PEG: для растительных клеток мы используем PEG вместо CaCl2. ПЭГ представляет собой молекулы с молекулярной массой 4000 Да, дестабилизирует мембрану и образует комплекс с ДНК. Затем ДНК легко транспортируется в клетку.

Другие химические методы включают использование DEAE декстранов, липосом, наноносителей и т. Д.

2) Физические методы:

Электропорация: включает в себя использование электрического импульса для создания временных пор в мембране. Маленькие плазмиды и ДНК могут быть легко включены с помощью химических методов, но для больших молекул ДНК нам нужно использовать физические методы. Однако для электропорации концентрация должна быть высокой. В случае растительных клеток, клетка окружена слоями полисахаридов и других биомолекул, таких как гемицеллюлоза, целлюлоза, пектин и т. Д. Таким образом, мы обрабатываем клетку ферментами, такими как гемицеллюлоза и целлюлоза, чтобы удалить клеточную стенку и преобразовать клетку в протопласт. Таким образом, поры в мембране могут быть легко сформированы, и ДНК может быть перенесена в клетку путем электропорации.

http://www.scientzbio.com/s/

Биолистический метод [4] : его также называют методом бомбардировки частицами, методом пушки частиц или просто генной пушкой. Прибор состоит из микроносителей, которые состоят из тяжелых металлов, такие как Au, Ag, W и т.д. пушки также состоит из разрывного диска, пластины, которая несет микроносители (загружается с ДНК), останавливая пластины, и наконец, клетку крепежной пластины , Когда пистолет запускается, газ сжимается в пистолет, что приводит к поломке разрывной мембраны. Пластина с микроносителем (с ДНК) двигается по направлению к пластине остановки. Микроноситель затем двигался и входил в клетку. Таким образом, ДНК напрямую переносится в клетку. Тем не менее, существуют некоторые ограничения на использование генной пушки. Существует возможность вставки множества частиц и их накопления, которые могут вызвать сверхэкспрессию гена или молчание гена.

http://www.scientzbio.com/gene-transduction-device/

Микроинъекции : они используют очень тонкую пипетку для инъекции молекул ДНК непосредственно в ядро клетки, подлежащей трансформации. Используется для клеток растений и животных.

Примечание: я был бы признателен за ваши исправления и предложения, если данные не имеют значения.

Ссылка и дальнейшие чтения

Браун, Т. А., 2016. Клонирование генов и анализ ДНК: введение. Джон Вили и сыновья.

Wolff JA, Malone RW, Williams P., Chong W., Acsadi G., Jani A. и Felgner PL, 1990. Прямой перенос гена в мышечную мышцу in vivo. Science, 247 (4949 Pt 1), с. 1465-1468.

Лоренц М.Г., Вакернагель В., 1994. Бактериальный перенос генов путем естественной генетической трансформации в окружающей среде. Микробиологические обзоры, 58 (3), с. 563-602.

Люркин П.Ф., 1997. Перенос гена электропорацией.