Каково значение исключения генов для молекулярной биологии?

Исключение генов («нокаут») метод молекулярной биологии, используемый для изучения функции гена путем удаления гена и наблюдения за влиянием этого удаления на клетку или организм. Этого можно достичь путем полного удаления гена, внесения в него мутаций, подавления экспрессии гена или редактирования гена в зрелом организме.

Нокаут гена путем мутации
Нокаут гена путем мутации обычно происходит у бактерий. Ранний пример использования этой техники в кишечная палочка был опубликован в 1989 году издательством Гамильтон и др.. В этом эксперименте использовались два последовательных рекомбинации (процессы, при которых разрывается цепь генетического материала) для удаления гена. С тех пор этот метод был разработан для других организмов. Этот метод на мышах обычно используется для изучения генов, эквивалентных генам человека, которые могут иметь отношение к развитию заболевания.

Замалчивание генов
Сайленсинг генов или РНК-интерференция (РНКи) — это новая технология, в которой для инактивация информационной РНК для конкретного гена. Это эффективно подавляет экспрессию генов. Сайленсинг генов с помощью RNAi используется для воздействия на онкогены, такие как Bcl-2 и p53, а также на гены, связанные с неврологическими заболеваниями, наследственными заболеваниями и вирусными инфекциями.

Условный нокаут гена
Методы нокаута с использованием удаление (делеция) гена, служат для изучения генов, не участвующих в раннем развитии. Однако те гены, которые активны на ранних стадиях развития, обычно невозможно вывести из строя без фатальных последствий для организма.

Условный нокаут — это обходной путь отключения генов. В исходном методе условного выбивания использовался специфичный для сайта метод. рекомбиназа (фермент) под названием Cre, который рекомбинирует (вырезает) короткие целевые последовательности, известные как LoxP. С тех пор были разработаны и использованы для исследований условного нокаута другие рекомбиназы.

Редактирование генов
Системы редактирования генов, такие как нуклеазы с цинковыми пальцами (ZFN), эффекторные нуклеазы, подобные активаторам транскрипции (TALEN), и кластеризованные короткие палиндромные повторы с регулярными интервалами (CRISPR). новая альтернатива сайт-специфических рекомбиназ. Эти ферменты начали заменять многие фундаментальные методы исследований в молекулярной биологии, такие как клонирование.

<sup>Использованная литература:
1. Национальный центр биотехнологической информации (NCBI). Новый метод генерации делеций и замен генов в Escherichia coli
2. Национальный центр биотехнологической информации (NCBI). Критическая роль белков Xirp в сердечной проводимости и их редких вариантов, выявленных при синдроме внезапной необъяснимой ночной смерти и синдроме Бругада у китайской популяции хань
3. ПабМед. РНК-интерференция: изучение нокдауна генов на основе клеточной физиологии
4. ПабМед. Нокдаун гена у мышей с помощью РНКи</sup>