ביוטכנולוגיה/החדרת גנים לתאים של בע"ח

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

שיטות החדרה

• טרנספורמציה - החדרה גן לחיידק.

טרנספקציה (החדרת גן לתא אנימלי)

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

ישנם 4 שלבי חדירה שונים בטרנפקציה:

1. ספיחה של הדנ"א ע"י קרום תא המטרה.
2. פגוציטוזה של הדנ"א והחדרתו לציטופלזמה.
3. חדירת הדנ"א לגרעין- ללא השתלבות בגנום התא: אפשרות לביטוי זמני למספר ימים (הגן המוחדר לא עובר שיכפול בזמן חלוקת התאים ולכן נעלם לאחר מספר ימים).
4. חדירת הדנ"א לגורם התא- והשתלבות בכרומוזום התא: אפשרות לביטוי יציב, לטווח זמן ארוך. מתקבל תא רקומביננטי. (הגן מוכפל יחד עם הגנום בזמן חלוקת התא ויש ריבוי של הגן המוחדר).

מחדר – פלסמיד שהוחדר אליו גן.

שיטות שונות לביצוע טרנספקציה

שיטות כימיות

1. סידן זרחתי – יוני הסידן הם טעונים במטען חיובי ולכן הם נקשרים ל DNA, שטעון במטען שלילי וכך הם יוצרים גושים הנוגדים את המטען השלילי שלו.
2. ליפוזומים- – הליפוזומים הם כדורים שומניים בעלי מטען חיובי שעוטפים את הDNA וכך מאפשרים לו להיכנס לתא דרך הקרום (שהוא שומני גם כן

שיטות פיזיקאליות

1. אלקטורופורציה – בעזרת זרם חשמלי חלש וקצר ניתן לפתוח את קרום התא באופן רגעי ודרכו נכנס הד.נ.א. שיטה זו יותר יעילה מהשיטה הקודם אך גם יותר מסובכת ממנה
2. מיקרו הזרקה (החדרה ישירה) – טיפול אישי בכל תא. הדנ"א מגיע אל הגרעין (כלומר נחסך שלב מספר אחד).

שיטות ביולוגיות

1. טרנסדוקציה (הדבקה ויראלית) – 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

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.

תחומי יישום

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 :

ריפוי מחלות תורשתיות

חסר - נושאים :

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.

• 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.

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.