Nøgleforskel – tilfældig mutagenese vs webstedsrettet mutagenese
Mutagenese er den proces, hvor mutationer med vilje introduceres til celler eller gener, som vil resultere i genetisk modificerede gener eller organismer. Mutagenese udføres for det meste for at introducere gavnlige egenskaber til organismer. I øjeblikket bruges mutagenese også i genterapi til at ændre gener og til medicinske formål. Mutationer kan indføres på to hovedmåder; Tilfældig mutagenese og stedstyret mutagenese. Tilfældig mutagenese er processen med at introducere mutationer tilfældigt. Vælg derefter de organismer, der er muteret ved hjælp af en selektionsmetode. Processen er helt tilfældig. Stedrettet mutagenese er den proces, hvor mutationer introduceres på en stedspecifik måde til specifikke steder i DNA'et eller til specifikke nukleotider. Specificiteten af stedsrettede mutationer er meget høj. Den vigtigste forskel mellem tilfældig og stedstyret mutagenese er den måde, hvorpå mutationen introduceres. Tilfældig mutagenese introducerer mutationer på en tilfældig måde, hvorimod stedsrettede mutationer er specifikt målrettet mod udvalgte steder af generne.
Hvad er tilfældig mutagenese?
Random mutagenese refererer til processen med at introducere mutationer til organismer på en tilfældig måde og er derfor ikke-specifik. Tilfældig mutagenese involverer at udsætte organismen for et mutagen i en periode og udvælge de mutante varianter. Mutagenerne kan enten være fysiske mutagener som UV-stråling eller kemiske mutagener som alkyleringsmidler. Denne metode er bedst egnet til at inducere mutationer i mikroorganismer, planter og dyr.
Den mikrobielle stammeudviklingsproces i antibiotikaproduktion er baseret på tilfældig mutagenese. De antibiotikaproducerende stammer udsættes for forskellige mutagener, og derefter testes stammens antibiotikafølsomhed. Derved kan de stammer, der har udviklet resistens i forhold til den oprindelige stamme, udledes.
I plantevævskultur bruges tilfældig mutagenese til at inkorporere forskellige karakterer i planterne. Planter udsættes for mutagener i de callusdannende stadier. I dyreforsøg bruges tilfældig mutagenese sjældent, selvom alkyleringsmidler er blevet brugt til at inducere mutationer via tilfældig mutagenese.
Når organismer udsættes for mutagener, skal man passe på dosis af mutagenet og varigheden af eksponeringen for mutagenerne. Overdoser og eksponeringsperioder kan skade selve organismen. Derfor bør tilfældig mutagenese udføres under kontrollerede forhold.
Hvad er webstedsrettet mutagenese?
Site-styret mutagenese er en mere specifik proces til at inducere mutationer, hvor base-analoger blev brugt til at skabe punktmutationer. Disse baseanaloger er i stand til at inducere adenin-thymin til guanin-cytosin-overgange. På denne måde induceres mutationen, og den er kendt som site-directed mutagenese og har derfor en høj specificitet.
Figur 01: Site-styret mutagenese
I tidlige molekylærbiologiske teknikker blev den stedsrettede mutagenese ved hjælp af baseanaloger udført under anvendelse af aminopurin til AT – GC-overgange og nitrosoguanidin til GC- til AT-overgange. Med introduktionen af Polymerase Chain Reaction (PCR) og konceptet med primere induceres den stedstyrede mutagenese i øjeblikket via mutagene oligonukleotider. Denne metode tillader indsættelse af indels og punktmutationer til det valgte gen eller organisme. Efter afslutning af mutageneseproceduren udvælges mutanterne ved at bruge specifikke reportere eller markører.
Hvad er lighederne mellem tilfældig mutagenese og stedsrettet mutagenese?
- Både tilfældig mutagenese- og stedsrettet mutageneseteknikker er kunstige metoder til at inducere en mutation til en specifik organisme.
- Både tilfældig mutagenese og site-dirigeret mutagenese-teknikker bruges til at producere gavnlige varianter af organismer, som besidder egenskaber såsom sygdomstolerance og i genterapi.
- Både tilfældig mutagenese og site-dirigeret mutagenese-teknikker inducerer mutationer i DNA og ændrer DNA'et.
- Både tilfældig mutagenese- og stedstyret mutagenese-typer induceres hovedsageligt af fysiske og kemiske midler.
Hvad er forskellen mellem tilfældig mutagenese og stedsrettet mutagenese?
Random Mutagenese vs Site Directed Mutagenese |
|
| Random mutagenese er processen med at introducere mutationer tilfældigt og derefter udvælgelse af de organismer, som er muteret ved hjælp af en selektionsmetode. Processen er helt tilfældig. | Sitedirigeret mutagenese er den proces, hvor mutationer introduceres på en stedspecifik måde til specifikke steder i DNA'et eller til specifikke nukleotider. |
Opsummering – Tilfældig mutagenese vs webstedsrettet mutagenese
Mutationer er ændringer i en organismes DNA-sekvens. Disse skyldes ukendte eksponeringer af mutagener. Ved mutagenese udsættes varianter af mikroorganismer, planter og dyrecellekulturer for mutagener, og mutantvarianten udvælges efter afslutningen af genoverførslen. Afhængigt af den måde, hvorpå mutationen frembringes, kan de enten være tilfældige mutationer eller stedsrettede mutationer. Tilfældig mutagenese er processen med at introducere mutationer tilfældigt, mens Site Directed mutagenese er processen, hvor mutationer introduceres på en stedspecifik måde til specifikke steder i DNA'et eller til specifikke nukleotider. Dette er forskellen mellem tilfældig mutagenese og stedrettet mutagenese.
