ביוטכנולוגיה/החדרת גנים לתאים של בע"ח

מתוך ויקיספר, אוסף ספרי הלימוד והמדריכים החופשי.

חלק זה של הספר הינו קצרמר.  אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולערוך אותו.

תוכן עניינים 1 6.5.1 שיטות החדרה 1.1 מושגים 1.2 טרנספקציה 1.3 שיטות שונות לביצוע טרנספקציה : 1.3.1 שיטות כימיות 1.3.2 שיטות פיזיקאליות 1.3.3 שיטות ביולוגיות 2 6.5.2 תחומי יישום 2.1 ייצור זנים טרנסגניים (יצור המכיל בכל אחד מתאיו גן זר) 2.2 ריפוי מחלות תורשתיות 2.3 ייצור ביתר

[עריכה] 6.5.1 שיטות החדרה

[עריכה] מושגים

• טרנספורמציה - החדרה גן לחיידק.
• טרנספקציה = החדרת גן לתא אנימלי

[עריכה] טרנספקציה

תאור השיטה : החדרה של דנ"א בדרכים שונות כמו למשל באמצעות פלסמיד.

ישנם 3 מצבים היכולים לקרות כאשר גן מוחדר לתוך תא :

1. יגיע לציטופלסמה ויפורק.
2. יגיע לגרעין אך כיחידה נפרדת, לכן, התכונה תבוא לידי ביטוי באופן זמני (ביטוי זמני) עד אשר הגן יפורק.
3. הדנ"א יגיע לגרעין ויעבור אינטגרציה (ביטוי קבוע).

מחדר – פלסמיד שהוחדר אליו גן.

[עריכה] שיטות שונות לביצוע טרנספקציה :

[עריכה] שיטות כימיות

1. סידן זרחתי – המלח שוקע על הממברנה ומגדיל את יעילות כניסת הדנ"א לתא.
2. ליפוזום – ערבוב דנ"א עם לפידים מגדיל את יעילות ההחדרה.

[עריכה] שיטות פיזיקאליות

1. אלקטורופורזה – העברת זרם חשמלי מגדילה את סיכוי חדירת הדנ"א לתא.
2. מיקרו הזרקה (החדרה ישירה) – טיפול אישי בכל תא. הדנ"א מגיע אל הגרעין (כלומר נחסך שלב מספר אחד).

[עריכה] שיטות ביולוגיות

1. טרנסדוקציה – לוירוס יכולת לחדור אל תוך התא. לפעמים, הוא אף מצליח לעבור איחוי עם הדנ"א הגנומי. בכדי ששיטה זו תעבוד, על הוירוס לעבור טיפול ראשוני בכדי למנוע היווצרות מחלות.
2. איחוי פרוטופלסטים – שיטה להחדרת מולקולות גדולות לתא אנימלי. בשיטה מאחים (באמצעות פוליאתלין גליקול = PEG) תא אנימלי עם פרוטפלסט (שעבר טיפול בליזוזים ולכן חסר דופן) המכיל את הפלסמיד המיועד להחדרה. הגן המצוי בפלסמיד ישועתק ויתרגם באמצעות המערכת הקיימת בתא.

שילוב תכונות חיוניות נוספות בנשא: גן ברירה, רצף מגביר שעתוק, הבטחת קיום תהליכי עיבוד משלימים

[עריכה] 6.5.2 תחומי יישום

[עריכה] ייצור זנים טרנסגניים (יצור המכיל בכל אחד מתאיו גן זר)

אופן הכנת בע"ח טרנסגני : החדרת גן אל תא עובר, בדרך כלל ע"י ביצית מופרת.

דוגמאות לתחומי השימוש בבע"ח טרנסגניים למשל:

1. חיות משק כביוראקטורים – החדרת גן (בד"כ לתרופה) לפרה/עז דרך בלוטת העטין, כך התרופה מופקת ברוויה.
2. השבחת חיות משק – ביצוע ה"ג לקבלת תכונה בכדי : לשבח איכות צמר, להגדיל תנובת חלב ולזירוז גידול חיידקים.

יתרונות השימוש בבע"ח טרנסגניים :

[עריכה] ריפוי מחלות תורשתיות

חסר - נושאים :

• משמעות התהליכים – ריפוי גני, החדרת גן לתאי המין, החדרת גן תא סומטי
• שימוש ברטרווירוס להחדרת גן מרפא לתא – ברמת עקרון
• תאים המתאימים לשימוש בריפוי גני (לדוגמה- תאים פיברובלסטים)
• דוגמאות של מחלות תורשתיות המתאימות לריפוי גני

באופן כללי :

מחלה דומיננטית – בא לידי ביטוי כשאלל אחד פגום. בעקבות כך, נוצר חלבון הגורם נזק לגוף, ולכן האלל השני אינו מחפה על האללים הפגומים (כי נוצר חומר הפוגע בגוף).

מחלה רצסיבית – בא לידי ביטוי כאשר שני האללים פגומים. כאשר אלל אחד בלבד פגום, לא נוצר חלבון לא פעיל (לא פוגע בגוף) ולכן העותק השני יכול לחפות על העותק הפגום.

עקרון ריפוי גנים – הוספת עותק תקין של הגן הפגום. כרגע, הבעיה עם המחלה היא שלא ניתן לכוון דנ"א זר לאתר ספציפי (אין אפשרות ליצירת החלפה) ולכן היא טובה למחלות רצסיביות בלבד. היישום המתקדם ביותר : טיפול בילדי הבועה. הגן הפגום המקודד לאנזים ADA.

הגישות לריפוי :

1. תאי נבט – טיפול בתאי עובר לא ממוינים במעבדה והחדרת הביצית המופרת לאם. ילד כזה בריא לחלוטין וכך גם ילדיו. על פי האמנה הלסינקי הבינלאומית אסור להשתמש בשיטה זו.
2. ריפוי תאים סומאטיים – הגן מוחדר לתא סומטי (כל התאים בגוף, פרט לתאי מין, כלומר, אינו עובר לדורות הבאים) של מטופל. את התא מחזירים לגוף המטופל והוא מבריא, אולם ילדיו לא. הבעיה העיקרית עם השיטה היא שהשיטה נעשת עבור תאים שקל להוציאם מהגוף.

[עריכה] ייצור ביתר

חסר - נושאים : דוגמאות נוספות, למשל:

• בדיקת השפעת החדרת גן על פעילות התא לצורך מחקר בסיסי
• הגברת הייצור וקבלת יצרני-יתר של תוצרים בעלי ערך מסחרי

יצור ביתר – יצור חומרים המצויים בתא אנימלי בכמויות גדולות. לעידוד התא לייצר ביתר נשתמש בפרומטורים. דוגמאות :

1. אינטרפרון – חומר אנטי ויראלי המשמש כתרופה למחלות וירליות ולעיתים גם לסרטן.
2. חומרי קרישה – שימושים במקרי המופיליה, דימום יתר, ולפני ניתוחים.
3. פלסמינגן אקטיבטור – חלבון להפעלת האנזים פלדמינגן שמסייע בהמסת קרשי דם בגוף.