Введение

Ген для проверки успешного внедрения последовательности нуклеиновой кислоты в ДНК организма. В биологии термин "маркерный ген" может иметь несколько значений. В ядерной и молекулярной биологии маркерный ген – это ген, используемый для определения, успешно ли последовательность нуклеиновой кислоты была встроена в ДНК организма. В частности, выделяют два подтипа таких маркерных генов: селективный маркер и маркер для скрининга. В метагеномике и филогенетике маркерный ген представляет собой группу ортологичных генов, которую можно использовать для разграничения таксономических линий.

Выбираемый маркер

Избирательный маркер защищает организм от селективного агента, который в противном случае убил бы его или остановил рост. В реакции трансформации, в зависимости от эффективности трансформации, только одна из нескольких миллионов или миллиардов клеток может поглотить ДНК. Вместо проверки каждой отдельной клетки, ученые используют селективный агент для уничтожения всех клеток, не содержащих чужеродную ДНК, оставляя только нужные. Антибиотики – наиболее распространенные селективные агенты. У бактерий антибиотики используются практически исключительно. У растений часто используют антибиотики, убивающие хлоропласты, хотя все большую популярность приобретает устойчивость к солям и гормонам, ингибирующим рост. У млекопитающих в качестве избирательного маркера используется устойчивость к антибиотикам, которые убивают митохондрии.

Маркер для скрининга

Поисковый маркер позволит отличить клетки, содержащие ген. Существует три распространенных типа скрининга:

Зеленый флуоресцентный белок заставляет клетки светиться зеленым цветом под ультрафиолетовым светом. Для наблюдения отдельных клеток требуется специализированный микроскоп. Доступны также желтые и красные варианты, позволяющие ученым одновременно изучать несколько генов. Он часто используется для измерения экспрессии генов. Анализ GUS (с использованием β-глюкуронидазы) – отличный метод для обнаружения отдельной клетки путем окрашивания ее в синий цвет без использования сложного оборудования. Недостаток заключается в том, что в процессе клетки погибают. Особенно распространен в науках о растениях. Метод "синий-белый скрининг" используется как в бактериях, так и в эукариотических клетках. Бактериальный ген *lacZ* кодирует фермент бета-галактозидазу. В среде, содержащей определенные галактозиды (например, X-гал), клетки, экспрессирующие фермент, преобразуют X-гал в синий продукт, который можно увидеть невооруженным глазом. Таким образом, стратегия заключается в интеграции ДНК-вставки в ген *lacZ* и отборе белых колоний, поскольку они правильно интегрировали вставку. Синие колонии, напротив, способны преобразовывать X-гал и образовывать синий осадок, потому что ДНК-вставка либо вообще не интегрировалась, либо интегрировалась не в то место в плазмиде.