Insert (genetika)

U molekulskoj biologiji, **insert** je komad DNK koji je umetnut u veći DNK vektor tehnikom rekombinantne DNK, kao što je ligacija ili rekombinacija. Ovo omogućava da se umnožava, selektira, dalje manipulira ili eksprimira u organizmu domaćina.

Inserti mogu biti u rasponu od fizičkih nukleotid nihdodataka korištenjem sistema tehnike ili dodavanja vještačkih struktura na molekuli putem mutagenih hemikalija, kao što su etidij-bromid ili kristali.

Inserti u genomu organizma obično se javljaju prirodnim uzrocima. Ovi uzroci uključuju uslove okoline i unutarćelijske procese. Ekološki inserti kreću se od izlaganja radioaktivnom zračenju kao što su UV-zračenje, mutagene hemikalije ili DNK virusi. Unutarćelijski inserti mogu nastati putem nasljednih promjena u roditeljskim ćelijama ili greške u replikaciji DNK ili popravci DNK.

Tehnike insercije gena mogu se koristiti za karakteristične mutacije u organizmu za željenu fenotipsku ekspresiju gena. Promjena genskog inserta može se izraziti u velikom broju krajeva. Ove varijante mogu se kretati od gubitka ili dobijanja funkcije proteina do promjena u fizičkoj strukturi, tj. boji kose ili očiju. Cilj promjena u ekspresiji je usmjeren na povećanje funkcije proteina za regulaciju ili do prekida ćelijske funkcije radi prevencije bolesti. Rezultati varijacija zavise od mjesta u genomu gdje se nalazi dodatak, odnosno mutacija. Cilj je naučiti, razumjeti i eventualno predvidjeti ekspresiju genetičkog materijala u organizmima korištenjem fizičke i hemijske analize. Da bi se vidjeli rezultate genetičkih mutacija ili insercija, tehnike kao što su sekvenciranje DNK, gel elektroforeza, imunotest ili mikroskopija mogu promatrati mutacije.

## Historija 
Područje se značajno proširilo od objavljivanja 1973. sa biohemičarima Stanleyjem N. Cohenom i Herbertom W. Boyerom, koristeći bakteriju *E. coli* da nauči kako izrezati fragmente, spojiti različite fragmente i umetnuti nove gene. Oblast se od tada izuzetno proširila u smislu preciznosti i tačnosti. Kompjuteri i tehnologija su tehnološki olakšali postizanje sužavanja greške i proširili razumijevanje u ovoj oblasti. Kompjuteri sa visokim kapacitetom za podatke i proračune koji su učinili opipljivom obradu velike količine informacija, tj. korišćenje ChIP i genske sekvence.

## Tehnike i protokoli 
Homologno usmjereni popravak (HDR) je tehnika koja popravlja lomove ili lezije u molekulima DNK. Najčešća tehnika za dodavanje insertas u željene sekvence je upotreba homologne rekombinacije. Ova tehnika ima specifične zahtjeve gdje se insert može dodati tek nakon što je uveden u ćelijsko jedro, koji se može dodati genomu uglavnom tokom G2 i S faza u ćelijskom ciklusu.

## Editiranje gena CRISPR  
Editiranje gena CRISPR zasnovano na grupisanim, redovno raspoređenim kratkim palindromskim ponavljanjima (CRISPR) -Cas9 je enzim koji koristi sekvence gena  za pomoć u kontroli, cijepanju i odvajanju specifičnih sekvenci DNK koje su komplementarne CRISPR sekvenci. Ove sekvence i enzimi su izvorno izvedeni iz bakteriofaga. Važnost ove tehnike u polju genetičkog inženjerstva je u tome što daje mogućnost visoko preciznog ciljanog editiranja gena, a faktor troškova za ovu tehniku je nizak u poređenju s drugim alatima. Sposobnost insercije sekvenci DNK u organizam je lahka i brza, iako može naići na probleme ekspresije u višim složenim organizmima.

## Efektorska nukleaza slična aktivatoru transkripcije 
Efektorske nukleaze slične aktivatoru transkripcije, TALEN-i, su skup restrikcijskih enzima koji se kreiraju za izrezivanje željenih sekvenci DNK. Ovi enzimi se uglavnom koriste u kombinaciji sa CRISPR-CAS9, nukleazom cinkovog prsta ili HDR-om. Glavni razlog za to je sposobnost ovih enzima da imaju preciznost da isijeku i odvoje željenu sekvencu unutar gena.

## Nukleaza cinkovog prsta 
Nukleaze cinkovog prsta su genetički modifikovani enzimi koji kombinuju spajanje DNK-vezujućeg domena cinkovog prsta na domen cijepanja DNK. Oni se takođe kombinuju sa CRISPR-CAS9 ili TALEN-ovima kako bi se dobio dodatak ili delecija specifičns za sekvencu unutar genoma složenijih ćelija i organizama.

## Genski pištolj 
Genski pištolj, također poznat kao **sistem za isporuku biolističkih čestica** koristi se za isporuku transgena, proteina ili RNK u ćeliju. Koristi sistem za isporuku mikroprojektila koji velikom brzinom ispaljuje obložene čestice tipskog teškog metala koji ima DNK od interesa u ćelije. Genetički materijal će prodrijeti u ćeliju i isporučiti sadržaj preko prostora. Upotreba sistema za isporuku mikroprojektila je tehnika poznata kao biolistik.

## Reference 
Kategorija:Molekularna biologija
Kategorija:Genetičke tehnike