Hvad er en kanamycinresistensgen?
Kanamycin-resistensgenet (nptII eller nptIII) er en streng DNA, der tillader en organisme at producere et protein, hvilket giver resistens over for det almindelige antibiotiske kanamycin. Dette gen bruges ofte som en selektiv markør for eksogene plasmider - plasmider, der ikke naturligt forekommer - i organismer som bakterier eller gær. Dette selektionsmiddel bruges også i planter. Forskere, der studerer genetik eller proteomik, kan vælge bakteriekolonier, der inkluderer et indsat gen af interesse baseret på anvendelse af kanamycin. Kanamycin dræber enhver cellulær koloni, der ikke inkluderer celler, der transkriberer og oversætter det tilhørende resistensgen.
Kanamycinresistensgenet har naturlig oprindelse og findes i Streptomyces kanamyceticus , en bakterie, der er i stand til at producere et enzym, der nedbryder kanamycinantibiotikumet, før antibiotikumet kan ødelægge bakterierne. Enhver celle, der kan læse dette gen og transkribere det resulterende enzym, vil have en resistens over for kanamycin. Dette gen blev isoleret fra den resistente bakteriestamme og kopieret til andre plasmider. Gennem anvendelse af enzymer kan forskere designe plasmider, der inkorporerer modstande mod selektionsmidler, såsom kanamycin.
Der er mange veje, gennem hvilke resistens over for aminoglycosider, såsom kanamycin, træder i kraft. Genetisk resistens over for kanamycin kan være et resultat af nedsat cellepermeabilitet eller cellulær inaktivering af kanamycinenzymet. Det er også muligt for en celle at udvise resistens over for kanamycin ved en kromosomal ændring, der fører til en ændring af cellens ribosomer. Denne sidste resistens er imidlertid ikke så nyttig for genetikere som de andre veje, fordi den er afhængig af kromosomalt DNA og ikke designet plasmider. Med andre ord, denne modstand er en naturligt forekommende og kan ikke indsættes.
Kanamycin-resistensgenet har en vis resistensovergang mod andre antibiotika og selektionsmidler, såsom gentamycin og neomycin. Denne egenskab gør kanamycinresistensgenet mindre nyttigt, fordi brede selektionsmidler forhindrer specifikt udvælgelse af bakteriestammer. Med andre ord, hvis en videnskabsmand ville undersøge interaktionen mellem to plasmider og indsætte dem begge i en encellet organisme såsom gær, kunne forskeren ikke bruge neomycin- eller gentamycinresistens som selektionsmarkør, hvis kanamycinresistens allerede er påberåbt på.
Kanamycinresistens bruges typisk i laboratorier, og det er blevet et almindeligt selektionsmiddel til brug i genetisk modificerede organismer. Som et af de mest almindelige antibiotika antages kanamycin at eksistere i overflod. Derfor er der få begrænsninger for brugen af kanamycin i plantetransgener og genetiske modifikationer af planter til storskala industriel landbrugsproduktion.