تفاوت کلیدی - مهندسی ژنتیک در مقابل فناوری DNA نوترکیب
مواد ژنتیکی موجودات را می توان با استفاده از تکنیک های مهندسی ژنتیک یا فناوری DNA نوترکیب تغییر داد. فناوری DNA نوترکیب فرآیندی است که برای ایجاد یک مولکول DNA نوترکیب که DNA مورد نظر و DNA ناقل را حمل می کند، استفاده می شود در حالی که مهندسی ژنتیک یک اصطلاح گسترده است که برای توصیف فرآیندهای دخیل در دستکاری ساختار ژنتیکی یک موجود زنده استفاده می شود. این تفاوت کلیدی بین مهندسی ژنتیک و فناوری DNA نوترکیب است.
مهندسی ژنتیک چیست؟
مهندسی ژنتیک اصطلاح گسترده ای است که برای اشاره به مجموعه ای از تکنیک های دخیل در دستکاری ساختار ژنتیکی یک موجود زنده استفاده می شود. مهندسی ژنتیک تحت شرایط in vitro (خارج از یک موجود زنده، تحت یک محیط کنترل شده) انجام می شود.
ژن ها برای پروتئین ها و سایر پیش سازهای پروتئینی که برای رشد و نمو ضروری هستند کدگذاری می شوند. هنگامی که دانشمندان می خواهند ترتیب ژن، بیان، تنظیم ژن و غیره را مطالعه کنند، آن ژن خاص را به یک باکتری میزبان معرفی می کنند که قادر به تکثیر ژن درج شده و ساختن کپی های متعدد از ژن مورد نظر با استفاده از فناوری DNA نوترکیب است. این شامل بریدن قطعات خاص DNA، معرفی آنها به ارگانیسم متفاوت و بیان آنها در ارگانیسم تبدیل شده است. ترکیب ژنتیکی ارگانیسم زمانی که DNA خارجی وارد می شود تغییر می کند. بنابراین به آن مهندسی ژنتیک (دستکاری ژنتیکی با استفاده از تکنیک های پیشرفته) می گویند. هنگامی که ترکیب ژنتیکی یک موجود زنده دستکاری می شود، ویژگی های ارگانیسم تغییر می کند.ویژگی ها را می توان افزایش داد یا تغییر داد تا منجر به تغییرات مطلوب موجودات شود.
چندین گام عمده در مهندسی ژنتیک وجود دارد. اینها عبارتند از، برش و خالص سازی DNA، تولید DNA نوترکیب (ناقل نوترکیب)، تبدیل DNA نوترکیب به ارگانیسم میزبان، تکثیر میزبان (کلونینگ) و غربالگری برای سلول های تبدیل شده (فنوتیپ های صحیح).
مهندسی ژنتیک برای طیف گسترده ای از موجودات از جمله گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها قابل استفاده است. به عنوان مثال، گیاهان تراریخته را می توان با معرفی ویژگی های مفیدی مانند مقاومت به علف کش، تحمل به خشکی، ارزش غذایی بالا، رشد سریع، مقاومت به حشرات، تحمل غوطه ور شدن و … با استفاده از مهندسی ژنتیک گیاهی تولید کرد. کلمه تراریخته به موجودات اصلاح شده ژنتیکی اشاره دارد. تولید محصولات تراریخته با ویژگی های بهبودیافته در حال حاضر به دلیل مهندسی ژنتیک امکان پذیر است. همانطور که در شکل 01 نشان داده شده است، حیوانات تراریخته نیز می توانند برای تولید داروی انسانی تولید شوند.
شکل_1: حیوانات دستکاری شده ژنتیکی
مهندسی ژنتیک کاربردهای گسترده ای در بیوتکنولوژی، در زمینه های پزشکی، تحقیقات، کشاورزی و صنعت دارد. در پزشکی، مهندسی ژنتیک شامل ژن درمانی و تولید هورمون های رشد انسانی، انسولین، داروهای مختلف، واکسن های مصنوعی، آلبومین های انسانی، آنتی بادی های مونوکلونال و غیره است. در کشاورزی، محصولات اصلاح شده ژنتیکی مانند سویا، ذرت، پنبه و سایر محصولات با برخی از ویژگی های ارزشمند با استفاده از مهندسی ژنتیک ساخته می شوند. در صنعت، مهندسی ژنتیک به طور گسترده ای برای ساخت میکروارگانیسم های نوترکیب که قادر به تولید محصولات مفید اقتصادی به ویژه پروتئین ها و آنزیم ها هستند، استفاده می شود. کنترل آلودگی محیط زیست (زیست پالایی)، بازیافت فلزات (بیومینینگ)، تولید پلیمرهای مصنوعی و غیره.همچنین در صنایعی که از میکروارگانیسم های دستکاری شده ژنتیکی استفاده می کنند امکان پذیر است. در تحقیقات، مهندسی ژنتیک برای ایجاد مدل های حیوانی از برخی بیماری های انسانی استفاده می شود. موش‌های اصلاح‌شده ژنتیکی محبوب‌ترین مدل حیوانی هستند که توسط محققان برای مطالعه و یافتن درمان‌های سرطان، چاقی، بیماری‌های قلبی، دیابت، آرتریت، سوء مصرف مواد، اضطراب، پیری، بیماری پارکینسون و غیره استفاده می‌شود.
فناوری DNA نوترکیب چیست؟
فناوری DNA نوترکیب فناوری درگیر در تهیه یک مولکول DNA نوترکیب است که حاوی DNA دو گونه مختلف (ناقل و DNA خارجی) و شبیه سازی است. این کار توسط آنزیم های محدود کننده و آنزیم DNA لیگاز انجام می شود. اندونوکلئازهای محدود کننده آنزیم های برش دهنده DNA هستند که به جداسازی قطعات DNA علاقه مند از ارگانیسم و باز کردن ناقل ها، عمدتاً پلاسمیدها، کمک می کنند. DNA لیگاز آنزیمی است که اتصال قطعه DNA جدا شده با ناقل باز را برای ایجاد DNA نوترکیب تسهیل می کند.ساخت DNA نوترکیب (ناقلی متشکل از DNA خارجی) عمدتاً به ناقل مورد استفاده بستگی دارد. ناقل انتخاب شده باید بتواند با هر قطعه DNA که به صورت کووالانسی به آن متصل است، در یک سلول میزبان مناسب، خود همانندسازی کند. همچنین باید دارای مکان های شبیه سازی مناسب و نشانگرهای قابل انتخاب برای غربالگری باشد. در فناوری DNA نوترکیب، وکتورهای رایج مورد استفاده پلاسمیدهای باکتری و باکتریوفاژها (ویروس های آلوده کننده باکتری) هستند.
شکل_02: سنتز DNA نوترکیب
DNA نوترکیب با هدف ساخت پروتئین های جدید، مطالعه ساختارها و عملکردهای ژن، دستکاری خواص پروتئین، برداشت مقادیر زیادی پروتئین و غیره تولید می شود. بنابراین، DNA نوترکیب سنتز شده باید در داخل میزبان تکثیر و بیان شود.از این رو، فناوری DNA نوترکیب شامل کل فرآیندی است که در مهندسی ژنتیک اتفاق می افتد، از مرحله جداسازی DNA خاص تا غربالگری سلول های تبدیل شده متشکل از ویژگی معرفی شده. بنابراین، فناوری DNA نوترکیب و مهندسی ژنتیک را می توان به عنوان دو فرآیند مرتبط با یک هدف اصلی با مراحل مشابه در نظر گرفت: جداسازی درج DNA جالب، انتخاب ناقل مناسب، وارد کردن درج DNA (DNA خارجی) به ناقل برای تشکیل مولکول DNA نوترکیب. معرفی مولکول DNA نوترکیب به میزبان مناسب و انتخاب سلولهای میزبان تبدیل شده.
تفاوت بین مهندسی ژنتیک و فناوری DNA نوترکیب چیست؟
مهندسی ژنتیک در مقابل فناوری DNA نوترکیب |
|
| مهندسی ژنتیک اصطلاح گسترده ای است که به فرآیندی اطلاق می شود که برای دستکاری ساختار ژنتیکی یک موجود زنده استفاده می شود. | فناوری DNA نوترکیب تکنیکی است که برای ایجاد یک مولکول DNA نوترکیب حاوی DNA دو گونه مختلف استفاده می شود. |
| سنتز DNA نوترکیب | |
| DNA نوترکیب تولید می شود | مولکول DNA نوترکیب تولید می شود. |
خلاصه - مهندسی ژنتیک در مقابل فناوری DNA نوترکیب
مهندسی ژنتیک حوزه ای از زیست شناسی مولکولی است که با دستکاری مواد ژنتیکی (DNA) یک موجود زنده برای ویژگی های ارزشمند سروکار دارد. فناوری DNA نوترکیب تکنیکی است که برای ساخت DNA نوترکیب استفاده می شود. در طول هر دو فرآیند، دستکاری مواد ژنتیکی یک موجود زنده اتفاق می افتد. اگرچه بین مهندسی ژنتیک و فناوری DNA نوترکیب تفاوت وجود دارد، اما آنها به هم مرتبط هستند و مهندسی ژنتیک بدون استفاده از فناوری DNA نوترکیب غیرممکن خواهد بود.
