Molekulinė biologija žuvų veisimo metu (su diagrama)

Šiame straipsnyje aptarsime molekulinę biologiją žuvų veisime.

Rekombinantinės DNR technologijos atradimas sukėlė revoliuciją šiuolaikinėje molekulinėje biologijoje. Taikant šį metodą, biotechnologija gali sukurti didelį kiekį mikroelementų, taip pat kitų biologiškai aktyvių medžiagų, ir šie genetiškai modifikuoti makromolekulės turi labai mažą šalutinį poveikį.

Jis taip pat gali būti naudojamas diagnostiniam in situ hibridizavimui atlikti. Šis metodas taip pat padeda išskirti ir identifikuoti genus, atsakingus už paveldimas ligas.

1983 m. Rekombinantiniu būdu pagamintas plazminogeno aktyvatorius (rt PA) padarė paradigminį permainą miokardo infarkto (širdies priepuolio) terapijoje. Dabar, naudojant rekombinantinę DNR technologiją, rinkoje yra daug kitų produktų, tokių kaip hirudinas, superoksido dismutazė, urokinazė, prokinazė ir kt.

Akvakultūroje, ypač sukeltame veisime, naudojami neapdoroti žuvų ir žinduolių hipofizikai. Hipofizės ekstrakte yra gonadotropino augimo hormonų ir jų atpalaidavimo faktorių. Jie reikalingi per daug žuvų veisimui.

Šie polipeptidai yra per dideli, kad juos būtų galima sintezuoti chemiškai, ir šie polipeptidai gali būti generuojami biotechnologiškai, manipuliuojant DNR, turės mažiausiai šalutinį poveikį ir bus geriau vietoj sintetiniu būdu paruoštų analogų, kurie jau naudojami masiniam veisimui.

Pastaruoju metu žuvų veisimo sėkmė pagerėjo daugelio kiekybinių ženklų, pvz., Kiaušinių skersmens, kūno svorio augimo, kūno ilgio ir hiper-imuniteto, pagerinime žuvyse, pvz.

Atsitiktinės amplifikuotos polimorfinės DNR (RAPD) analizė parodė, kad polimorfiniai fragmentai svyravo nuo 54, 55% 1 pradmeniui (5'-ACC GGG AACG-3 ') ir 14, 29% 2 pradmeniui (5'-ATGACCTTGA-3'), kaip pranešė Sudha et al, 2001, El-Zaeem & Assem, 2004 ir Assem 2 EL-Zaeem, 2005.

Žuvų baltymai šiuo metu naudojami ir medicinoje. Protaminas naudojamas antikoaguliacijai pakeisti širdies operacijos ir kateterizacijos metu. Lašišų kalcitoninas yra geresnis už žinduolių kalcitoniną gydant Pagetą ir tam tikrą osteoporozės formą. Žuvų antifrizo baltymai naudojami žmogaus organų konservavimui ir maisto produktų konservavimui.

Ląstelių kultivavimas ir rekombinantinė DNR technologija žuvyse yra lėtos ir joms reikia išsamesnio tyrimo. Tačiau kai kurių galimų produktų žuvų genai buvo išreikšti bakterijose ir mielėse. Lašišų kalcitonino ir antifrizo baltymų gamyba buvo tiriama mikrobinėse ląstelėse.

Yra didelis poreikis gauti tokį polipeptido geną arba mRNR, kaip žuvų gonadotropino augimo hormonai, citokininas, protaminas, kalcitoninas ir antifrizo baltymai ir pan. .

Kai cDNR gaunama už tam tikrą baltymą, tada per DNR klonavimą (metodą, naudojamą gaminant didelius kiekius specifinio DNR fragmento, norint pagaminti milijonus DNR fragmento kopijų pagal įprastas bakterijų klonavimo technologijas), galima gauti didelį kiekį DNR.

Mūsų dominuojantis DNR fragmentas gali būti įvedamas arba įterpiamas į plazmidę (esančią kaip papildomos chromosomos savitarnos įstaigos) bakterijose arba virusuose (replikuoti bakterijose, bakteriofaguose) arba dirbtinai išvystytuose vektoriuose, vadinamuose kosmidais.

Įterpimui vektoriaus DNR supjaustoma endonukleazėmis, o cDNR įterpiama ir galiausiai sujungiama su fermentais, žinomais kaip DNR ligazės. Dabar gaminyje yra DNR gabalas vektoriaus DNR, todėl ši technika yra žinoma kaip rekombinantinė DNR. Tada šis vektorius amplifikuojamas atitinkamoje šeimininkėje, bakterijose, žinduolių ląstelėse arba piscino ląstelių kultūroje.

Klonavimo dydis yra ribotas. Plazmidėje gali būti 15000 bp, fagai iki 25000 bp ir kosmidai iki 45000 bp. Dydis buvo įveiktas technika, vadinama mielių dirbtinėmis chromosomomis (YAC).

Watsonas ir Crickas (1953) aprašė DNR kaip dvigubos krypties spiralės struktūrą (38.1 pav.). DNR yra polinukleotidų molekulė. Nukleotidai sujungiami fosfodiesterio ryšiu. Ji turi didžiulį dydį ir kiekviena chromosoma yra nuolatinė DNR molekulė. Molekulę sudaro bazė, dezoksiribozės cukrus ir fosfatas. Asmens paveldima genetinė informacija yra koduojama DNR.

Du DNR grandinės, viena yra 5′-3 ′, o kita yra 3′-5 ′ kryptimis, ty dvi grandinės yra viena kitai priešingos. Kryptis yra svarbi, nes DNR replikacija prasideda nuo 5 ′ iki 3 ′, o taip pat genų reguliavimui būtina seka yra geno 5 '- 3' gale. Vandenilio poravimas tarp bazių yra specifinis, adeninas (A) visada yra poros su timinu (T) ir guaninu (G), visada susiejant su citozinu DNR.

DNR turi dar vieną būdingą bruožą, kad dvi kryptis galima atskirti, jei temperatūra pakyla iki 95 ° C, tai vadinama denatūracija. Šios dvi atskirtos juostos gali būti sujungtos, kad būtų sukurta originali struktūra, jei temperatūra yra sumažinta iki 55 ° C, šis reiškinys yra žinomas kaip hibridizacija arba atkaitinimas. Ši charakteristika yra svarbesnė rekombinantinės DNR technologijos atžvilgiu.

Pagrindinė molekulinės biologijos dogma yra ta, kad DNR sukelia mRNR, naudojant DNR kaip šabloną. Šis procesas vadinamas transkripcija. MRNR yra atsakingas už baltymų susidarymą, reiškinys, vadinamas vertimu, ir baltymų sintezė yra ląstelių funkcija (38.2 pav.).

MRNR susidarymas yra sudėtingas, mRNR brandinimo metu, intronai yra suskaidyti ir eksonai pertvarkomi. MRNR išeina iš branduolio specifiniam baltymui koduoti. Prieš įeinant į citoplazmą, mRNR sudaro 5'-metiluotą dangtelį ir poli (A) uodegą iki 3 ′. Dangtelis yra būtinas pradedant vertimą, o poli A uodega 3 ′ regione yra būtina, kad būtų galima pranešti citoplazmoje (38.3 pav.).

Molekulinės biologijos pertrauka, nustatyta, kai ji buvo aptikta retrovirusuose, RNR gali būti konvertuojama į DNR fermento atvirkštinės transkriptazės būdu. Šis atradimas yra rekombinantinio stuburo pagrindas. DNR technologija. MRNR gali būti konvertuojama į cDNA (papildoma DNR), panaudojant atvirkštinę transkriptazę (38.4 pav.).

Kitaip tariant, galima paversti mRNR į papildomą DNR (cDNA), naudojant šabloną kaip mRNR. Tokiu būdu susidariusi cDNA turi tinkamas komplementines bazes mRNR, išskyrus, žinoma, tyminą, pakeičiančią uracilą. CDNA, gauta iš mRNR, šiandien yra naudojama daugelio ligų diagnozei, pažymint ją radioaktyviai.

Atvirkštinė transkriptazė taip pat padeda klonuoti geną. Pirmasis genas buvo klonuotas Stanforde, po to susidarė pirmoji rekombinantinės DNR technologijos molekulė, molekulinės biologijos revoliucija. Endonukleazių arba restrikcijos fermentų aptikimas padeda sumažinti DNR iki 3–8 nukleotidų.

Endonukleazės buvo gautos iš maždaug 400 bakterijų padermių ir šie fermentai gali atpažinti apie 100 skirtingų DNR vietų. Kai kurios endonukleazės ir jų atpažinimo vietos yra (38.5 pav.).

38.5 pav. Substratas, kurį užpuolė restrikcijos endonukleazės, yra palandrominė seka. Palandrominis skaito tą patį iš pirmyn ir atgal, pvz., MADAM. Geriausias riboto fermento pavyzdys yra EcoR1, pagamintas iš E.coli padermės Ry 13. EcoR1 atakuoja nukleotidų seką GAATTC, CTTAAG.

DNR ligazių pagalba jungiantis vektorių vektoriaus ir vektoriaus su originaliu ir įterptu DNR DNR gali būti amplifikuota atitinkamame šeimininke. Sanger ir Coulson (1975) ir Maxim ir Gilbert (1977) sukūrė greito DNR ir RNR sekos nustatymo metodus. Dabar yra polimerazės grandininė reakcija (PCR), kuri gali suteikti 1 000 000 DNR fragmento kopijų 3–4 valandų ir milijardų kopijų per 24 valandas.

Naudojant šiuos metodus, gali būti pagerinta akvakultūra, o žuvų baltymai gali būti pagaminti biotechnologiškai. Todėl, norint išreikšti genus, bakterijų, virusų ar žuvų ląstelių kultūroje būtina atlikti išsamius šių linijų tyrimus.