Balık Yetiştiriciliğinde Moleküler Biyoloji (Diyagramlı)

Bu yazıda balık yetiştiriciliğinde moleküler biyoloji hakkında tartışacağız.

Rekombinant DNA teknolojisinin keşfi, modern moleküler biyolojide bir devrim yarattı. Bu teknik sayesinde, biyolojik olarak aktif diğer maddelerin yanı sıra eser miktarda bulunan büyük miktarlarda protein biyoteknoloji yoluyla üretilebilir ve bu genetik olarak işlenmiş makro moleküller çok az yan etkiye sahiptir.

Teşhis in situ hibridizasyonu gerçekleştirmek için de kullanılabilir. Bu teknik aynı zamanda kalıtsal hastalıklardan sorumlu genlerin izole edilmesine ve tanımlanmasına yardımcı olur.

1983 yılında, rekombinant olarak yapılan plazminojen aktivatörü (rt PA), miyokard enfarktüsü (kalp krizi) tedavisinde paradigmatik bir kayma yaptı. Şimdi, rekombinant DNA teknolojisinin kullanılmasıyla, hirudin, süperoksit dismutaz, ürokinaz, prokinaz, vb. Birçok ürün piyasada bulunmaktadır.

Akuakültürde, özellikle indüklenmiş ıslahta, ham pisci ve memeli hipofitalarının kullanımı kullanılmaktadır. Hipofiz ekstresi gonadotropin büyüme hormonlarını ve bunların serbest bırakma faktörlerini içerir. Balık yetiştiriciliği için aşırı miktarda gereklidir.

Bu polipeptitler, kimyasal olarak sentezlenemeyecek kadar büyüktür ve bu polipeptitler, DNA'nın manipülasyonu yoluyla biyoteknolojik olarak üretilebilir, en az yan etkiye sahip olacak ve halihazırda kütle ıslahında kullanım için sentetik olarak hazırlanmış analoglar yerine daha iyi olacaktır.

Son zamanlarda, balık yetiştiriciliğinde yumurta çapı, vücut ağırlığı artış hızı, vücut uzunluğu ve Tilapia zillii ve Oreochromis niloticus gibi balıklarda bulunan aşırı nicel karakterlerin geliştirilmesinde, sadece kas içine Shark DNA enjekte edilerek başarı elde edilmiştir.

Rastgele çoğaltılmış polimorfik DNA (RAPD) analizi, polimorfik fragmanların, Primer 1 (5'-ACC GGG AACG - 3 ′) için% 54.55 ile Primer 2 (5'-ATGACCTTGA-3 ′) için% 14.29 arasında değiştiğini gösterdi. ve diğerleri, 2001, El-Zaeem & Assem, 2004 ve Assem 2 EL-Zaeem, 2005.

Balık proteinleri günümüzde tıpta da kullanılmaktadır. Protamin, kardiyak cerrahi ve kateterizasyon sırasında antikoagülasyonu tersine çevirmek için kullanılır. Somon kalsitonini, Paget hastalığında ve bazı osteoporoz formunda tedavi için memeli kalsitoninden daha iyidir. Balık antifriz proteini, insan organlarının dondurarak korunmasında ve gıda maddelerinin korunmasında kullanılır.

Balıklarda hücre kültürü ve rekombinant DNA teknolojisi yavaştır ve daha kapsamlı bir çalışmaya ihtiyaç duyar. Bununla birlikte, bazı potansiyel ürünler için balık genleri bakteri ve mayada ifade edilmiştir. Mikrobik hücrelerde somon kalsitonin ve antifriz proteinlerinin üretimi araştırılmıştır.

Balık gonadotropin büyüme hormonları, sitokinin, protamin, kalsitonin ve antifriz proteini, vb. Gibi polipeptit için gen veya mRNA elde edilmesi için büyük bir ihtiyaç vardır. Gen / mRNA sentezlendikten sonra, enzim ters transkriptaz yoluyla cDNA'ya dönüştürülebilir. .

Belirli bir protein için cDNA elde edildikten sonra, DNA klonlaması (rutin bakteriyel klonlama teknikleriyle bir DNA fragmanının milyonlarca kopyasını üretmek için büyük miktarlarda belirli bir DNA fragmanı üretmek için kullanılan bir teknik) vasıtasıyla büyük miktarda DNA elde edilebilir.

İlgilendiğimiz DNA fragmanı, bakteri veya virüs (bakteri, bakteriyofajlarda replikat) veya kozmid olarak adlandırılan yapay olarak geliştirilen vektörlere plazmid (ekstra kromozomal kendi kendini kopyalayan cisimler halinde bulunur) içine sokulabilir veya eklenebilir.

Yerleştirme için, vektörün DNA'sı endonükleazlar tarafından kesilir ve cDNA daha sonra yerleştirilir ve son olarak DNA ligazları olarak bilinen enzimler ile birleştirilir. Ürün şimdi vektör DNA'sında bir DNA parçası içerir, bu nedenle teknik rekombinant DNA olarak bilinir. Bu vektör daha sonra uygun bir konakçıda bakteri, memeli hücresi veya pislik hücresi kültürü ile büyütülür.

Klonlamanın boyutu sınırlıdır. Plazmid, 15000 bp, 25000 bp'ye kadar fajlar ve 45000 bp'ye kadar kozmidler barındırabilir. Maya yapay kromozomları (YAC) olarak bilinen teknikle boyutun üstesinden gelinmiştir.

Watson ve Crick (1953), DNA'yı çift sarmallı sarmal yapı olarak tanımlamıştır (Şekil 38.1). DNA bir polinükleotid molekülüdür. Nükleotitler, bir fosfodiester bağı ile birleştirilir. Büyük bir boyuta sahiptir ve her kromozom sürekli bir DNA molekülüdür. Molekül, bir baz, bir deoksiriboz şeker ve bir fosfattan oluşur. Birey tarafından miras alınan genetik bilgi DNA'da kodlanır.

DNA'nın iki zinciri, biri 5′-3 ′, diğeri ise 3′- 5 ′ yönünde, yani iki zincir birbirine zıt. Yön önemlidir, çünkü DNA'nın replikasyonu 5 ′ ile 3 starts arasında başlar ve ayrıca gen düzenlemesi için gerekli olan sekans genin 5 ′ ile 3 ′ ucunda bulunur. Bazlar arasındaki hidrojen eşleşmesi spesifiktir, adenin (A) her zaman timin (T) ve guanin (G) ile her zaman DNA'daki sitozin ile eşleşir.

DNA, sıcaklık 95 ° C'ye yükseltilirse iki şeridin ayrılabileceği bir karakteristik özelliğe sahiptir, bu denatüre edici olarak bilinir. Bu iki ayrı şerit, sıcaklık 55 ° C'ye düşürülürse orijinal yapı oluşturmak için birleştirilebilir, fenomen hibridizasyon veya tavlama olarak bilinir. Bu karakteristik özellik, rekombinant DNA teknolojisi için daha önemlidir.

Moleküler biyolojinin merkezi dogması, DNA'nın DNA'yı şablon olarak kullanarak mRNA'ya yol açmasıdır. İşlem, transkripsiyon olarak bilinir. MRNA, protein oluşumundan sorumludur, translasyon olarak bilinen olgu ve protein sentezi, hücre fonksiyonudur (Şekil 38.2).

MRNA'nın oluşumu karmaşıktır, mRNA'nın olgunlaşması sırasında intronlar eklenir ve ekzonlar yeniden düzenlenir. MRNA, spesifik proteini kodlamak için çekirdekten çıkar. Sitoplazmaya girmeden önce mRNA, 5 to'ya metillenmiş bir kap oluşturur ve 3 ′ uçlarına kadar bir poli (A) kuyruğu oluşturur. Başlık çeviri başlangıcında esastır ve 3 ′ bölgesinde poli A kuyruğu sitoplazmada mesajlar için esastır (Şekil 38.3).

Retrovirüslerde keşfedildiğinde ortaya çıkan moleküler biyolojide bir parçalanma, RNA, enzim ters transkriptaz tarafından DNA'ya dönüştürülebilir. Keşif, rekombinantın omurgasıdır. DNA teknolojisi MRNA, enzim ters transkriptaz yardımı ile cDNA'ya (tamamlayıcı DNA) dönüştürülebilir (Şekil 38.4).

Başka bir deyişle, mRNA'yı şablon olarak mRNA'yı kullanarak tamamlayıcı DNA'ya (cDNA) dönüştürmek mümkündür. Bu şekilde oluşturulan cDNA, elbette, timin yerine uracil yerine mRNA için uygun tamamlayıcı bazlar içerir. MRNA'dan türetilen cDNA, günümüzde birçok hastalığın tanısında radyoaktif olarak etiketlenerek kullanılmaktadır.

Ters transkriptaz aynı zamanda bir genin klonlanmasına yardımcı olur. İlk gen Stanford'da klonlandı ve sonra rekombinant DNA teknolojisinin ilk molekülü moleküler biyolojide bir devrim oldu. Endonükleazların veya kısıtlama enzimlerinin keşfi, DNA'nın 3 ila 8 nükleotite kadar kesilmesine yardımcı olur.

Endonükleazlar, yaklaşık 400 bakteri suşundan elde edilmiştir ve bu enzimler, DNA'da yaklaşık 100 farklı bölgeyi tanıyabilir. Bazı endonükleazların yanı sıra tanıma bölgeleri de vardır (Şekil 38.5).

Şekil 38.5 Kısıtlama endonükleazlarının saldırdığı substrat palandromik sekanstır. Palandromik, aynısını MADAM gibi ileri ve geri yönlerden okur. Kısıtlanmış bir enzimin en iyi örneği E.coli suşu Ry 13'ten yapılan EcoR1'dir. EcoR1, GAATTC, CTTAAG nükleotit sekansına saldırır.

DNA ligazları, vektörün DNA'sındaki eke katılmaya yardımcı olur ve vektör, orijinal ve ek DNA ile uygun konakta yükseltilebilir. Sanger ve Coulson (1975) ve Maxim ve Gilbert (1977), DNA ve RNA'nın hızlı sıralanması için teknikler geliştirdi. Şimdi 3-4 saatte 1.000.000 kopya DNA fragmanı ve 24 saatte milyar kopya kopyalayabilen polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) mevcuttur.

Bu tekniklerin kullanımı ile kültür balıkçılığı iyileştirilebilir ve balık proteini biyoteknolojik olarak yapılabilir. Bu nedenle, bu çizgilerdeki kapsamlı araştırmalar bakteri, virüs veya balık hücresi kültüründe gen ekspresyonu için esastır.