Molekylærbiologi i fiskeavl (med diagram)

I denne artikkelen drøfter vi om molekylærbiologi i fiskeavl.

Oppdagelsen av rekombinant DNA-teknologi har gjort en revolusjon i den moderne molekylærbiologi. Gjennom denne teknikken kan store mengder proteiner tilstede i spormengde, så vel som andre biologisk aktive stoffer, genereres gjennom bioteknologi, og disse genetisk konstruerte makromolekylene har svært lite bivirkninger.

Det kan også brukes til å utføre diagnostisk in situ hybridisering. Denne teknikken bidrar også til å isolere og identifisere gener som er ansvarlige for arvelige sykdommer.

I 1983 gjorde rekombinant laget plasminogenaktivator (rt PA) et paradigmatisk skifte i terapien av hjerteinfarkt (hjerteinfarkt). Nå med bruk av rekombinant DNA-teknologi er mange andre produkter som hirudin, superoksyd dismutase, urokinase, prokinase etc. i markedet.

I akvakultur, spesielt i indusert avl, brukes bruken av råfisk og pattedyr i pattedyr. Hypofyseextraktet inneholder gonadotropin veksthormoner og frigjøringsfaktorer. De kreves i overskytende mengder for fiskeoppdrett.

Disse polypeptidene er for store til å bli syntetisert kjemisk, og disse polypeptidene kan genereres bioteknologisk gjennom manipulering av DNA, vil ha minst bivirkninger og vil være bedre i stedet for syntetisk fremstillte analoger som allerede er i bruk for massavl.

Nylig suksess har blitt oppnådd i fiskeoppdrett i forbedring av mange kvantitative tegn som eggdiameter, kroppsvektsvekst, kroppslengde og i hyperimmunitet i fisk som Tilapia zillii og Oreochromis niloticus ved ganske enkelt å injisere Shark DNA i muskel med sprøyte.

Den randomiserte amplifiserte polymorfe DNA-analysen (RAPD) viste at polymorfe fragmenter varierte mellom 54, 55% for primer 1 (5'-ACCGGG AACG-3 ') og 14, 29% for primer 2 (5'-ATGACCTTGA-3') som rapportert av Sudha et al., 2001, El-Zaeem & Assem, 2004 og Assem 2 EL-Zaeem, 2005.

Fiskproteiner brukes i dag også i medisin. Protamin brukes til å reversere antikoagulasjon under hjerteoperasjon og kateterisering. Laksekalcitonin er bedre enn pattedyrkalsitonin til behandling i Pagets sykdom og visse former for osteoporose. Fisk frostbeskyttelsesprotein brukes i kryopreservering av menneskelige organer, så vel som i konservering av matvarer.

Cellekulturerings- og rekombinant DNA-teknologi i fisk er langsom og trenger mer omfattende studier. Fiskegener for noen potensielle produkter har imidlertid blitt uttrykt i bakterier og gjær. Produksjon av laksekalcitonin og frostvæskeproteiner har blitt utforsket i mikrobielle celler.

Det er et stort behov for å oppnå gen eller mRNA for polypeptidet, slik som fiskegonadotropinveksthormoner, cytokinin, protamin, kalsitonin og frostvæskeprotein, etc. Når genet / mRNAet er syntetisert, kan det omdannes til cDNA gjennom enzymet revers transkriptase .

Når cDNA er oppnådd for et bestemt protein, kan man ved DNA-kloning (en teknikk som brukes til å produsere store mengder av et spesifikt DNA-fragment for å produsere millioner kopier av et DNA-fragment ved hjelp av rutinemessige bakterielle kloningsteknikker) oppnå stor mengde DNA.

DNA-fragmentet av vår interesse kan innføres eller settes inn i plasmidet (tilstede som ekstra-kromosomale selvrepliserende legemer) i bakterier eller virus (replikere i bakterier, bakteriofager) eller kunstig utviklede vektorer kalt som kosmider.

For innsetting blir DNA-DNAet kuttet av endonukleaser, og cDNA settes deretter inn og til slutt forbinder med enzymer kjent som DNA-ligaser. Produktet inneholder nå et DNA-stykke i vektor-DNA, derfor er teknikken kjent som rekombinant DNA. Denne vektoren blir så amplifisert i en passende vert, enten bakterier, pattedyrceller eller piscin-cellekultur.

Størrelsen på kloning er begrenset. Plasmid kan ta imot 15000 bp, fager opptil 25000 bp og kosmider opp til 45000 bp. Størrelsen har blitt overvunnet av teknikken kjent som gjær kunstige kromosomer (YAC).

Watson og Crick (1953) beskrev DNA som en dobbeltstrengs helixstruktur (figur 38.1). DNA er et polynukleotidmolekyl. Nukleotidene forbindes ved hjelp av en fosfodiesterbinding. Den har en enorm størrelse og hvert kromosom er et kontinuerlig DNA-molekyl. Molekylet består av en base, et deoksyribosesukker og et fosfat. Den genetiske informasjonen arvet av individet er kodet i DNA.

De to kjedene i DNA, en er 5'-3 'og en annen er 3'-5' i retninger, dvs. de to kjedene er motsatte hverandre. Retningen er viktig fordi replikasjon av DNA starter fra 5 'til 3' og også sekvensen som er essensiell for genregulering ligger på 5'-3'-enden av genet. Hydrogenparingen mellom baser er spesifikk, adenin (A) parrer alltid med tymin (T) og guanin (G) parrer alltid med cytosin i DNA.

DNA har et mer karakteristisk trekk ved at de to strengene kan separeres dersom temperaturen heves til 95 ° C, dette kalles denaturering. Disse to adskilte strengene kan sammenføyes for å danne opprinnelig struktur hvis temperaturen senkes til 55 ° C, fenomenet er kjent som hybridisering eller glødning. Denne karakteristiske egenskapen er viktigere for rekombinant DNA-teknologi.

Den sentrale dogmen av molekylærbiologi er at DNA gir opphav til mRNA ved bruk av DNA som en mal. Prosessen er kjent som transkripsjon. MRNA er ansvarlig for dannelsen av protein, fenomenet kjent som oversettelse, og proteinsyntese er cellefunksjonen (figur 38.2).

Dannelsen av mRNA er komplisert, under modning av mRNA, er intronene splevert ut og exonene omorganiseres. MRNA kommer ut av kjernen for koding av spesifikt protein. Før de kommer inn i cytoplasmaen, danner mRNA metylert cap til 5'en og en poly (A) hale til 3'-ender. Hetten er viktig ved initiering av oversettelse og poly A-hale ved 3'-regionen er avgjørende for meldinger i cytoplasmaen (figur 38.3).

En gjennombrudd i molekylærbiologi etablert da den ble oppdaget i retrovirus, kan RNA'en omdannes til DNA med enzymet revers transkriptase. Oppdagelsen er ryggraden til rekombinant. DNA-teknologi. MRNA kan omdannes til cDNA (komplementært DNA) ved hjelp av enzym revers transkriptase (figur 38.4).

Så det er med andre ord mulig å oversette mRNA til komplementært DNA (cDNA) ved å bruke mRNA som en mal. Den så dannede cDNA inneholder passende komplementære baser for mRNA, bortsett fra, selvfølgelig, med tymin-erstatning av uracil. CDNA som er avledet fra mRNA, brukes i dag ved diagnosen av mange sykdommer ved å merke den radioaktivt.

Den omvendte transkriptase hjelper også i kloning av et gen. Det første genet ble klonet i Stanford og første molekyl av rekombinant DNA-teknologi ble deretter dannet, en revolusjon i molekylærbiologi. Oppdagelsen av endonukleaser eller restriksjonsenzymer bidrar til å kutte DNA opp til 3 til 8 nukleotider.

Endonukleasene er blitt oppnådd fra ca. 400 bakteriestammer, og disse enzymer kan gjenkjenne omtrent 100 forskjellige steder i DNA. Noen av endonukleasene, så vel som deres gjenkjennelsessteder, er (figur 38.5).

Fig. 38.5 Substratet som angripes av restriktionsendonukleaser er palandromisk sekvens. Palandromic leser det samme fra frem og tilbake retninger, for eksempel MADAM. Det beste eksemplet på et begrenset enzym er EcoR1 laget av E. coli stamme Ry 13. EcoR1 angriper nukleotidsekvensen GAATTC, CTTAAG.

DNA-ligasene hjelper til med å bli med innsatsen i DNA fra vektoren og vektor med original og insert DNA kan amplifiseres i den aktuelle verten. Sanger og Coulson (1975) og Maxim og Gilbert (1977) utviklet teknikker for rask sekvensering av DNA og RNA. Nå er polymerasekjedereaksjon (PCR) tilgjengelig, som kan gi 1.000.000 kopier av et DNA-fragment på 3 til 4 timer og milliarder eksemplarer om 24 timer.

Ved bruk av disse teknikkene kan akvakultur forbedres og fiskeprotein kan fremstilles bioteknologisk. Derfor er omfattende forskning i disse linjene avgjørende for genuttrykk, enten i bakterier, virus eller fiskcellekultur.