Blogi, Kurssi 5

Kuinka muuntogeeniset mutantit tehdään – Geeninsiirto

Kuinka geeninsiirto tehdään? Miten geenejä tehdään toimintakyvyttömäksi?

geeninsiirto

Liittymällä Tumaan saat ilmaiseksi kurssi 5 kertauskirjan! Katso lisää täältä

Geeninsiirto

Muuntogeenisen eliön perimää on muokattu. Siirtogeenisiin eliöihin on lisätty jokin uusi geeni, poistogeenisillä jokin geeni on tehty toimintakyvyttömäksi.

Siirtogeeniset eliöt

Siirtomenetelmät

Bakteereihin

Bakteereihin siirretään geenejä plasmidien tai bakteriofagien avulla:

  • vektoreina eli vieraan geenin siirtäjinä käytetään plasmideja tai joskus bakteriofageja
  • siirtomenetelmänä on yhdistelmä-DNA-tekniikka (katkaisu- ja liittäjäentsyymeillä lisätään haluttu geeni plasmidiin, joka siirretään bakteeriin)
  • jos siirretään tumallisen solun geeniä bakteeriin, pitää sitä ensin muokata niin, että poistetaan intronit: tumallisen solun lähetti-RNA:sta tehdään käänteiskopioijaentsyymin avulla vastin-DNA:ta
  • Geenikirjasto on eliölajin monistettujen DNA-jaksojen kokoelma, josta geenit ja niiden osat ovat eristettävissä ja monistettavissa. Geenikirjasto voidaan luoda bakteereihin kahdella tavalla:
  1. Kun halutaan tallentaa eliön koko perimä, käytetään yhdistelmä-DNA-tekniikkaa ilman, että poistetaan introneita
  2. Kun halutaan tallentaa tietyn solun pelkät geenit ilman introneita ja säätelyalueita, tehdään se lähetti-RNA:n avulla. Näin luodaan vastin-DNA-kirjasto, jossa on vain kunkin solun aktiiviset geenit

Hiivasoluihin

Eläinten geenejä voidaan siirtää myös hiivasoluun. Hiivasolun plasmidien lisäksi vektorina voidaan käyttää keinotekoista kromosomia. Keinotekoinen kromosomi liittyy osaksi hiiva genomia. Sen avulla voidaan siirtää pitkiä pätkiä DNA:ta hiivaan.

Eläinsoluihin

Geenejä voidaan siirtää eläinsoluihin mikroinjektiolla, sähköpulssilla, liposomeilla tai viruksilla:

  • Mikroinjektiossa siirretään useita kappaleita siirrettävää geeniä eläimen hedelmöittyneeseen munasoluun, jossa munasolun ja siittiön tumat eivät ole vielä yhtyneet. Injektio tehdään toiseen näistä esitumista. Sitten annetaan munasolun muodostaa alkio, joka siirretään valeraskaaksi tehdyn kantajanaaraan kohtuun. Siirtogeenisiä jälkeläisiä ei tosin synny läheskään aina.
  • Soluviljelmässä solujen solukalvo voidaan tehdä läpäiseväksi sähköpulssilla, jonka aikana kasvatusliuokseen lisätty vieras DNA pääsee isäntäsolun tumaan.
  • Myös liposomia voidaan käyttää soluviljelmässä. Kalvorakkulan sulautuessa isäntäsolun solukalvoon sen sisällä oleva vieras DNA pääsee solun tumaan ja liittyy osaksi solun perimää
  • Vektoreina voidaan käyttää myös viruksia. Viruksien perimää muokataan siten, että virus vie vieraat geenit kohdesoluun, mutta ei itse lisäänny solussa.

Haluatko tehdä kertaamisesta helppoa? Katso lisää täältä

Kasvisoluihin

Geenejä voidaan siirtää kasvisoluihin agrobakteerin avulla, geenipyssyllä, mikroinjektiolla, sähköpulssilla tai liposomilla:

  • agrobakteerin plasmidiin siirretään geeni yhdistelmä-DNA-tekniikalla. Agrobakteerin annetaan infektoida kasvatusmaljalla kasvisoluja, joiden kromosomiin agrobakteerin plasmidi siirtyy.
  • Geenipyssy ampuu kasviin DNA:lla päällystettyjä kultahiukkasia, jotka tunkeutuvat soluihin. Sattumanvaraisesti osa DNA:sta liittyy isännän genomiin
  • kasvisolua ympäröivä soluseinä voidaan hajottaa entsyymeillä. Tällöin geeni voidaan siirtää myös mikroinjektiolla
  • geeninsiirto on mahdollista myös liposomien ja sähköpulssien avulla

Siirron onnistumisen tarkistus

Siirron onnistuminen voidaan tarkastaa monella eri tavalla:

  • bakteereilla geeninsiirron onnistuminen tarkistetaan antibioottivalinnalla: vain siirtogeenisillä bakteereilla on resistenssi antibioottia kohtaan, joten vain ne selviytyvät
  • siirrettävän geenin yhteyteen on voitu liittää myös jokin muu merkkigeeni, jonka avulla havaitaan geeninsiirron onnistuminen. Esim. hiiriin voidaan lisätä merkkigeeni, joka saa hiiret hohtamaan vihreinä UV-valossa
  • Geeninsiirron onnistuminen voidaan tarkastaa myös tutkimalla, syntyykö solussa geeniin koodaamaa lähetti-RNA:ta. Sen tunnistamiseen voidaan käyttää värjättyä koetinta, joka pariutuu oikean lähetti-RNA:n kanssa

Poistogeeniset eliöt

Poistogeenisissä eliöissä jokin sen geeneistä on tehty toimintakyvyttömäksi. Poistogeenisiä eliöitä voidaan tehdä alkion kantasoluilla tai crispr-tekniikalla.

Alkion kantasolut

  1. Kantasoluviljelmään laitetaan käsiteltävää geeniä muistuttavia keinotekoisia geenejä, jotka eivät ilmene normaalisti.
  2. Nämä geenit korvaavat toimivat geenit kantasoluissa
  3. Kantasoluja ruiskutetaan normaaleihin alkioihin, joissa on tämän jälkeen sekä normaaleja että poistogeenisiä soluja
  4. Alkioista kehittyy jälkeläisiä
  5. Jälkeläisiä risteytetään niin, että saadaan poistogeenisiä toisen sukupolven jälkeläisiä

Tämä poistogeenitekniikka on kuitenkin työläs ja hidas menetelmä.

Crispr-tekniikka

  1. Luodaan opas-RNA, joka pariutuu poistettavan DNA-jakson kanssa ja liitetään se cas-entsyymiin
  2. Hormonikäsitelty naarashiiri saatetaan raskaaksi ja hedelmöittyneet munasolut kerätään talteen
  3. Opas-RNA ja cas-entsyymi-kompleksi siirretään hedelmöittyneisiin munasoluihin sähköpulssin avulla
  4. Munasolut siirretään valeraskaaseen hiireen
  5. Jälkeläisiä risteytetään niin, että saadaan poistogeenin suhteen homotsygoottinen hiirikanta

Hiiriin voidaan lisätä merkkigeeni, joka aiheuttaa karvaan esim. valkoisen värin.

Muita kurssi 5:n artikkeleita

geenitekniikka
Miten DNA:ta voidaan tutkia ja muokata? Lue lisää täältä!
mikrobit
Mitä mikrobit ovat ja mitkä ovat niiden erityispiirteitä? Lue lisää täältä!
liity tumaan

Testaa tietosi

0%

1. Miten geenejä ei voi siirtää eläinsoluun?

Correct! Wrong!

2. Miten kasvisoluun voi siirtää geenejä?

Correct! Wrong!

3. Millä siirtomenetelmällä siirretään geenejä plasmidiin?

Correct! Wrong!

Geeninsiirto
Hmm…
Ehkä kannattaa kerrata muistiinpanot vielä toisen kerran. Kyllä se siitä 🙂
Hyvä!
Hienoa! Sait kaikki oikein 🙂

Share your Results:

Lue lisää

  • Muikusta löytyy kattava selvitys geeninsiirtotekniikoista
  • Bioninja tarjoaa geeninsiirron perusteet englanniksi

Katso videoita