Τι είναι το γονίδιο αντίστασης καναμυκίνης;

Το γονίδιο αντίστασης καναμυκίνης (NPTII ή NPTIII) είναι μια σειρά DNA που επιτρέπει σε έναν οργανισμό να παράγει μια πρωτεΐνη, προσδίδοντας αντίσταση στην κοινή αντιβιοτική καναμυκίνη.Αυτό το γονίδιο χρησιμοποιείται συχνά ως επιλεκτικός δείκτης για εξωγενή πλασμίδια mdash.πλασμίδια που δεν συμβαίνουν φυσικά mdash;σε οργανισμούς όπως βακτήρια ή ζύμη.Αυτός ο παράγοντας επιλογής χρησιμοποιείται επίσης στα φυτά.Οι επιστήμονες που μελετούν τη γενετική ή την πρωτεϊνωματική μπορούν να επιλέξουν για βακτηριακές αποικίες που περιλαμβάνουν ένα εισαγόμενο γονίδιο ενδιαφέροντος που βασίζεται στην εφαρμογή καναμυκίνης.Η καναμυκίνη θα σκοτώσει κάθε κυτταρική αποικία που δεν περιλαμβάνει κύτταρα που μεταγράφουν και μεταφράζουν το σχετικό γονίδιο αντίστασης.

Το γονίδιο αντίστασης καναμυκίνης έχει φυσική προέλευση και βρίσκεται στο Streptomyces kanamyceticus , ένα βακτήριο που είναι σε θέση να παράγει ένα ένζυμο που διασπάταιΤο αντιβιοτικό καναμυκίνης πριν το αντιβιοτικό μπορεί να καταστρέψει τα βακτήρια.Οποιοδήποτε κύτταρο που μπορεί να διαβάσει αυτό το γονίδιο και να μεταγράψει το προκύπτον ένζυμο θα έχει αντίσταση στην καναμυκίνη.Αυτό το γονίδιο απομονώθηκε από το ανθεκτικό βακτηριακό στέλεχος και αντιγράφηκε σε άλλα πλασμίδια.Μέσω της χρήσης ενζύμων, οι επιστήμονες μπορούν να σχεδιάσουν πλασμίδια που ενσωματώνουν αντιστάσεις έναντι παραγόντων επιλογής όπως η καναμυκίνη.Η γενετική αντίσταση στην καναμυκίνη μπορεί να είναι αποτέλεσμα μειωμένης κυτταρικής διαπερατότητας ή κυτταρικής αδρανοποίησης του ενζύμου καναμυκίνης.Είναι επίσης πιθανό ένα κύτταρο να παρουσιάζει αντίσταση στην καναμυκίνη με μια χρωμοσωμική αλλαγή που οδηγεί σε μια αλλοίωση των ριβοσωμάτων αυτού του κυττάρου.Αυτή η τελευταία αντίσταση, ωστόσο, δεν είναι τόσο χρήσιμη για τους γενετιστές όσο και για τις άλλες οδούς, επειδή βασίζεται σε χρωμοσωμικό DNA και μη σχεδιασμένα πλασμίδια.Με άλλα λόγια, αυτή η αντίσταση είναι μια φυσική εμφάνιση και δεν μπορεί να εισαχθεί.

Το γονίδιο αντίστασης καναμυκίνης έχει κάποια διασταύρωση αντίστασης σε άλλα αντιβιοτικά και παράγοντες επιλογής όπως η γενταμυκίνη και η νεομυκίνη.Αυτό το χαρακτηριστικό κάνει το γονίδιο αντίστασης καναμυκίνης λιγότερο χρήσιμο επειδή οι παράγοντες ευρείας επιλογής εμποδίζουν την ειδική επιλογή βακτηριακών στελεχών.Με άλλα λόγια, εάν ένας επιστήμονας ήθελε να μελετήσει την αλληλεπίδραση δύο πλασμιδίων, η εισαγωγή τους και σε έναν μονοκύτταρο οργανισμό όπως η ζύμη, ο επιστήμονας δεν μπορούσε να χρησιμοποιήσει την αντίσταση νεομυκίνης ή γενταμυκίνης ως δείκτη επιλογής εάν η αντίσταση της καναμυκίνης έχει ήδη στηριχθείΜετά την αντίσταση kanamycin χρησιμοποιείται τυπικά σε εργαστήρια και έχει γίνει ένας κοινός παράγοντας επιλογής για χρήση σε γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς.Ως ένα από τα πιο κοινά αντιβιοτικά, η καναμυκίνη θεωρείται ότι υπάρχει σε αφθονία.Κατά συνέπεια, υπάρχουν λίγοι περιορισμοί στη χρήση της καναμυκίνης σε φυτικά διαγονιδιακά και γενετικές τροποποιήσεις των φυτών για τη βιομηχανική γεωργική παραγωγή μεγάλης κλίμακας.