Apa cara berbeda dalam mentransfer DNA asing ke dalam bakteri?

Untuk mentransfer DNA asing ke sel inang, ada berbagai metode yang diterapkan. Ada dua kategori besar transfer gen yang terjadi secara alami atau buatan dengan gangguan manusia.

Pemindahan Gen Horisontal : Dapat didefinisikan sebagai pemindahan material dari satu sel ke sel lain selain dari induk ke sel anak.

Transfer gen vertikal: Dalam hal ini, transfer gen adalah antara sel induk ke sel anak.

HGT [1] melibatkan transformasi, transfeksi dan konjugasi.

Transformasi : Kami cukup akrab dengan eksperimen Griffith dan prinsip transformasinya. Ini dapat didefinisikan sebagai pengambilan jika DNA telanjang dan integrasinya ke dalam sistem bakteri. Transformasi diamati secara alami pada tumbuhan, hewan dan Bakteri. Transformasi dapat dilakukan secara artifisial menerapkan metode spesifik seperti elektroporasi, metode balistik, metode kimia dll.

Transfeksi [2] : Ini mirip dengan transformasi. Untuk sel eukariotik, kata transformasi digunakan untuk berhubungan dengan kanker dan dengan demikian, kata transfeksi diadopsi. Proses transfeksi meliputi virus sebagai media untuk transfer materi genetik ke dalam sistem eukariotik.

Konjugasi : Ini adalah proses alami pada bakteri dan prokariota lain yang memfasilitasi reproduksi seksual. Konjugasi terjadi melalui pembentukan jembatan konjugasi yang memungkinkan sel donor (pria) untuk mentransfer materi genetik ke sel penerima (wanita). Jembatan konjugasi dibentuk oleh pili (disebut sex pili) dari dua bakteri. Catatan: bakteriofag seperti M13 menggunakan pili ini untuk mentransfer materi genetiknya langsung ke sel bakteri.

Metode transformasi yang digunakan oleh insinyur genetika dan ahli bioteknologi untuk mentransformasikan sel secara luas diklasifikasikan ke dalam dua kategori: Metode fisik dan kimia.

1) Metode kimia:

Perawatan CaCl2: CaCl2 akan merusak membran sel. Itu akan mengikat DNA dan menutupi muatan negatif fosfat. Karenanya, DNA dapat dengan mudah memasuki sel melalui bilayer lipid. CaCl2 menyebabkan DNA mengendap pada fase luar membran lipid. Mengalami kejutan panas (42 ° C) pada sampel meningkatkan hasil transforman.

Perawatan PEG: Untuk sel-sel tanaman, kami menggunakan PEG, bukan CaCl2. PEG adalah 4000 molekul Da dan merusak membran dan membentuk kompleks dengan DNA. DNA kemudian dengan mudah dipindahkan ke dalam sel.

Metode kimia lainnya melibatkan penggunaan DEAE dextrans, Liposom, nanocarrier dll.

2) Metode fisik:

Elektroporasi: Ini melibatkan penggunaan pulsa listrik untuk menghasilkan pori-pori sementara di membran. Plasmid kecil dan DNA dapat dengan mudah dimasukkan dengan menggunakan metode kimia, tetapi untuk molekul DNA besar, kita perlu menggunakan metode fisik. Namun, untuk elektroporasi, konsentrasinya harus tinggi. Dalam kasus sel tanaman, sel dikelilingi oleh lapisan polisakarida dan biomolekul lain seperti hemiselulosa, Selulosa, pektin dll. Dengan demikian, kami memperlakukan sel dengan enzim seperti hemiselulosa dan selulosa untuk menghilangkan dinding sel dan mengubah sel menjadi sebuah protoplas. Dengan demikian, pori-pori dalam membran dapat dibentuk dengan mudah dan DNA dapat ditransfer ke dalam sel melalui elektroporasi.

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

Metode Biolistik [4] : Ini juga disebut metode pemboman partikel, metode penembakan partikel, atau hanya senjata gen. Instrumen ini terdiri dari mikrokarrier yang terbuat dari logam berat seperti Au, Ag, W dll. Pistol juga terdiri dari piringan pecah, piring yang membawa mikrokarrier (sarat dengan DNA), pelat berhenti, dan akhirnya, pelat penahan sel . Ketika pistol ditembakkan, gas ditekan ke dalam pistol yang mengarah ke pemecahan disk yang pecah. Pelat dengan mikrokarrier (dengan DNA) bergerak menuju pelat berhenti. Microcarrier kemudian akan bergerak dan memasuki sel. DNA dengan demikian langsung ditransfer ke dalam sel. Namun, ada beberapa batasan dalam penggunaan senjata gen. Ada kemungkinan penyisipan banyak partikel dan akumulasinya yang dapat menyebabkan ekspresi berlebih dari gen atau pembungkaman gen.

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

Microinjections : Mereka menggunakan pipet yang sangat halus untuk menyuntikkan molekul DNA langsung ke inti sel untuk ditransformasikan. Ini digunakan untuk sel tumbuhan dan hewan.

Catatan: Saya akan menghargai koreksi dan saran Anda jika datanya tidak relevan.

Referensi dan Bacaan Lebih Lanjut

Brown, TA, 2016. Kloning gen dan analisis DNA: pengantar. John Wiley & Sons.

Wolff, JA, Malone, RW, Williams, P., Chong, W., Acsadi, G., Jani, A. dan Felgner, PL, 1990. Transfer gen langsung ke otot tikus in vivo. Science, 247 (4949 Pt 1), hlm.1465-1468.

Lorenz, MG dan Wackernagel, W., 1994. Transfer gen bakteri oleh transformasi genetik alami di lingkungan. Ulasan mikrobiologis, 58 (3), hlm.563-602.

Lurquin, PF, 1997. Transfer gen oleh electroporati