Unterschied zwischen transienter und stabiler Transfektion

Schlüsseldifferenz - Transiente vs. stabile Transfektion
 

Transfektion ist ein Prozess, der am Gentransfer von eukaryotischen Zellen mit chemischen oder physikalischen Methoden beteiligt ist. Die Transfektion kann in zwei Haupttypen unterteilt werden, die als transiente Transfektion und stabile Transfektion bezeichnet werden. Während der transienten Transfektion kann das interessierende Gen nicht in das Wirtsgenom integriert werden und wird für kurze Zeit innerhalb des Wirts exprimiert, wohingegen sich bei einer stabilen Transfektion das interessierende Gen in das Wirtsgenom integriert und in mehreren Generationen langfristig erhalten bleibts. Dies ist der Hauptunterschied zwischen transienter und stabiler Transfektion. In beiden Fällen ist die Transfektion erfolgreich und es werden Gene exprimiert.

INHALT
1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Transiente Transfektion?
3. Was ist stabile Transfektion?
4. Side-by-Side-Vergleich - Transiente vs. stabile Transfektion
5. Zusammenfassung

Was ist Transiente Transfektion??

Die Transfektion ist ein wichtiges Werkzeug für das Einfügen von Genen in eukaryotische Zellen. Bei den zwei Arten der Transfektion ist die transiente Transfektion ein üblicher Weg beim Gentransfer. Durch einen Vektor werden Fremdgene in Wirtszellen transformiert. Sobald fremde DNA in die Wirtszelle gelangt, hat sie zwei Möglichkeiten. Es kann entweder in das Wirtsgenom integriert und repliziert werden oder im Inneren bleiben, ohne sich in das Genom zu integrieren. Transiente Transfektion zeigt die temporäre Expression der inserierten Gene ohne Integration in das Wirtsgenom. Gene exprimieren und produzieren das kodierte Protein, bis sich die Zelle teilt. Aufgrund der Unfähigkeit der Integration kann es sich jedoch nicht replizieren und in zukünftige Generationen einsteigen. Diese Art der Transfektion ist für einen kurzen Zeitraum erfolgreich. Während der Zellteilung oder aufgrund anderer Faktoren wird fremde DNA einem Abbau unterworfen. Transiente Transfektion wird gezeigt, wenn die fremde DNA in Form von stark gewundener DNA vorliegt.

Abbildung 01: Transiente Transfektion

Was ist stabile Transfektion??

Eine stabile Transfektion zeigt die erfolgreiche Integration von Fremdgenen in das Wirtsgenom. Sobald fremde DNA in die Wirtszelle eindringt, integriert sich ein Teil der fremden DNA in das Wirtsgenom und wird ein Teil davon. Daher repliziert auch Fremd-DNA und geht in zukünftige Generationen über, wenn das Wirtsgenom repliziert. Diese Art der Transfektion ist komplex und selten. Aufgrund der stabilen Transfektion in das Genom bleibt dieses Merkmal jedoch über einen längeren Zeitraum von mehreren Generationen erhalten.

Eine stabile Transfektion ist ein schwieriger Prozess und erfordert eine effektive Lieferung von DNA und Zellakquisition der Fremd-DNA in ihr Genom. Daher bevorzugt lineare DNA die stabile Transfektion gegenüber zirkulärer DNA. Eine stabile Transfektionsrate beträgt jedoch ungefähr eins zu zehn⁴ transformierte Zellen. Eine stabile Transfektion kann durch die Kotransfomation eines selektierbaren Markers und die Durchführung der künstlichen Selektion auf einem Medium beobachtet werden.

Abbildung 02: Stabile Transfektion

Was ist der Unterschied zwischen transienter und stabiler Transfektion??

Transiente vs. stabile Transfektion
Fremd-DNA integriert sich nicht in ein Wirtsgenom.	Fremd-DNA integriert sich in das Wirtsgenom und wird ein Teil davon.
Replikation innerhalb des Hosts
Transient transfizierte Gene replizieren sich nicht im Wirt. Daher werden Gene nicht an die nächsten Generationen weitergegeben.	Gene werden innerhalb des Hosts repliziert und an zukünftige Generationen weitergegeben.
Zeitdauer der Genexpression
Die Gene werden für eine begrenzte Zeitspanne ausgedrückt und danach zerstört.	Gene werden Teil des Genoms und werden über einen längeren Zeitraum innerhalb der Generation exprimiert.
Benutzen
Dies ist nützlich, um die Auswirkungen der kurzfristigen Expression von Genen oder Genprodukten zu untersuchen.	Dies ist nützlich, um die Auswirkungen von Genexpressionen langfristig zu untersuchen.
Erkennung der Transfektion
Gene werden exprimiert und können leicht durch Einfügen eines Reportergens nachgewiesen werden.	Eine stabile Transfektion kann leicht erkannt werden, indem ein auswählbarer Marker eingefügt und durch künstliche Auswahl auf dem Medium ausgewählt wird.
Vorkommen und Prozess
Transiente Transfektionen sind häufig und nicht komplex durchzuführen.	Eine stabile Transfektion ist selten und in der Durchführung komplex.
Natur der DNA
Hoch Supercoiled-DNA eignet sich für transiente Transfektionen.	Lineare DNA ist für eine stabile Transfektion geeignet.
Anwendungen
Dies wird für Untersuchungen des Gen-Knockdowns oder Silencings mit inhibitorischen RNAs und der Proteinproduktion in kleinem Maßstab verwendet	Dies wird für die Proteinproduktion in groß angelegten, längerfristigen pharmakologischen Studien, für die Gentherapie und für die Erforschung der Mechanismen der langfristigen genetischen Regulation verwendet

Zusammenfassung - Transiente vs. stabile Transfektion

Transiente und stabile Transfektionen sind zwei Arten von Transfektionen, die während des Gentransfers in eukaryontische Zellen durch nichtvirale Systeme gezeigt werden. Transformierte Fremd-DNA wird bei transienter Transfektion nicht in das Wirtsgenom integriert, während sie bei stabiler Transfektion in das Wirtsgenom integriert wird. Circular Coiled-DNA zeigt eine transiente Transfektion, wohingegen lineare DNA eine stabile Transfektion bevorzugt. Dies ist der Unterschied zwischen vorübergehender und stabiler Transfektion. Eine transiente Transfektion ist jedoch im Vergleich zu einer stabilen Transfektion häufiger und einfacher. Die Auswahl eines unter zwei hängt jedoch vom Zweck des Gentransfers und der Dauer des Forschungsprojekts ab.

Verweise:
1. Condreay, J. Patrick, Sam M. Witherspoon, William C. Clay und Thomas A. Kost. "Transiente und stabile Genexpression in Säugetierzellen, die mit einem rekombinanten Baculovirus-Vektor transduziert wurden." Verfahren der National Academy of Sciences der Vereinigten Staaten von Amerika. Die Nationale Akademie der Wissenschaften, 05. Januar 1999. Web. 25. März 2017
2. Kim, Tae Kyung und James H. Eberwine. "Transfektion von Säugetierzellen: Gegenwart und Zukunft." Analytische und bioanalytische Chemie. Springer-Verlag, Aug. 2010. Web. 25. März 2017