Co je gen rezistence na kanamycin?
Gen rezistence na kanamycin (nptII nebo nptIII) je řetězec DNA, který umožňuje organismu produkovat protein a uděluje rezistenci běžnému antibiotickému kanamycinu. Tento gen se často používá jako selektivní marker pro exogenní plazmidy - plazmidy, které se přirozeně nevyskytují - v organismech, jako jsou bakterie nebo kvasinky. Toto selekční činidlo se také používá v rostlinách. Vědci, kteří studují genetiku nebo proteomiku, si mohou vybrat bakteriální kolonie, které obsahují vložený gen zájmu založený na aplikaci kanamycinu. Kanamycin zabije každou buněčnou kolonii, která nezahrnuje buňky transkribující a translatující asociovaný gen rezistence.
Gen rezistence na kanamycin má přirozený původ a nachází se v Streptomyces kanamyceticus , bakterii, která je schopna produkovat enzym, který štěpí kanamycinové antibiotikum dříve, než může antibiotikum bakterie zničit. Každá buňka, která dokáže číst tento gen a přepisovat výsledný enzym, bude mít rezistenci na kanamycin. Tento gen byl izolován z rezistentního bakteriálního kmene a zkopírován do jiných plasmidů. Pomocí enzymů mohou vědci navrhnout plasmidy, které mají rezistenci vůči selekčním činidlům, jako je kanamycin.
Existuje mnoho cest, kterými se projevuje rezistence na aminoglykosidy, jako je kanamycin. Genetická rezistence na kanamycin může být výsledkem snížené permeability buněk nebo buněčné inaktivace enzymu kanamycin. Je také možné, aby buňka vykazovala rezistenci vůči kanamycinu chromozomální změnou vedoucí ke změně ribozomů této buňky. Tato poslední rezistence však není tak užitečná pro genetiky jako jiné dráhy, protože se spoléhá na chromozomální DNA a ne na navržené plazmidy. Jinými slovy, tento odpor je přirozeně se vyskytující a nelze jej vložit.
Gen rezistence na kanamycin má určitý přechod rezistence na jiná antibiotika a selekční činidla, jako je gentamycin a neomycin. Díky této vlastnosti je gen rezistence na kanamycin méně užitečný, protože široká selekční činidla brání specifickému výběru bakteriálních kmenů. Jinými slovy, pokud by vědec chtěl studovat interakci dvou plazmidů a vložit je oba do jednobuněčného organismu, jako jsou kvasinky, nemohl by vědec použít rezistenci neomycinu nebo gentamycinu jako selekčního markeru, pokud se již spoléhá na kanamycinovou rezistenci na.
Rezistence na kanamycin se obvykle používá v laboratořích a stala se běžným selekčním činidlem pro použití v geneticky modifikovaných organismech. Jako jedno z nejčastějších antibiotik se předpokládá, že kanamycin existuje v hojnosti. V důsledku toho existuje jen omezené použití kanamycinu v rostlinné transgenii a genetických modifikacích rostlin pro průmyslovou zemědělskou výrobu ve velkém měřítku.