Transfeksiyon, DNA ve çift zincirli RNA gibi genetik materyallerin memeli hücrelerine aktarılması işlemidir. DNA aktarımı, hücrenin kendi mekanizması kullanılarak proteinlerin ekspresyonuna veya üretimine olanak tanır. Çift zincirli RNA aktarımı ise translasyonu durdurarak belirli bir proteinin üretimini kapatmak için kullanılır. Bu güçlü araç, araştırmacıların gen fonksiyonu ve ekspresyonunu, protein fonksiyonunu ve genetik mutasyonları daha iyi incelemesine imkan sağlamıştır.
Tek bir transfeksiyon reaktifi veya yöntemi tüm hücre tipleri için uygun değildir. Neyse ki, son birkaç on yılda çok çeşitli hücrelerin transfeksiyonunu kolaylaştırmak için birçok yöntem ve reaktif geliştirilmiştir. Bu yöntemler iki ana gruba ayrılabilir: kimyasal ve fiziksel transfeksiyonlar.
Bu videoda, son yıllarda giderek daha yaygın hale geldikleri için farklı kimyasal iletim sistemlerine odaklanacağız. Bu yöntemler arasında birkaç örnek olarak lipid tabanlı yaklaşımlar, kalsiyum fosfat aracılı transfeksiyon ve katyonik polimerlerin kullanımı yer almaktadır.
Tüm kimyasal transfeksiyon yöntemlerinin temel prensibi benzerdir. Hepsi, nükleik asitleri hücresel iletim için paketlemek amacıyla onlarla kompleks oluşturan pozitif yüklü taşıyıcı molekülleri kullanır. Bu taşıyıcı moleküller, hücre zarı bariyerinin negatif yükünü aşarak içeriğini iletmek için zardan geçmelerine olanak tanır.
Lipit transfeksiyonunda, katyonik lipitler bir lipozom oluşturur ve bu lipozom daha sonra nükleik asitlerle birleşerek bir “transfeksiyon kompleksi” meydana getirir. Kalsiyum fosfat ise DNA'yı basitçe yoğunlaştırır ve ona net bir pozitif yük kazandırır. Ek olarak, polietilenimin gibi katyonik polimerler DNA'yı pozitif yüklü partiküller halinde yoğunlaştırır.
Kimyasal aracılı transfeksiyondaki bir sonraki adım, pozitif yüklü komplekslerin basit elektrostatik çekim yoluyla negatif yüklü hücre zarına tutunmasıdır.
Ardından kompleks, moleküllerin endozom adı verilen membranla çevrili veziküller aracılığıyla hücreye girdiği bir süreç olan endositoz yoluyla hücreye girer.
Hücre içine girdikten sonra nükleik asitler, henüz bilinmeyen bir süreçle endozomdan kaçmalıdır. Endozomun dışına çıkan nükleik asitler, hücrenin sitoplazmasında ve nihayetinde hücrenin mekanizmasının ondan mRNA ve ardından protein üretebildiği çekirdekte yer alır. Sitoplazma, küçük interferans RNA'nın veya siRNA'nın, hücrenin protein üretim mekanizmasının bir parçasına müdahale ederek protein üretimini azalttığı etki bölgesidir.
Transfekte edilen DNA, stabil veya geçici olarak bulunabilir. Stabil transfeksiyonlar, transfekte edilen DNA'nın genoma entegre olduğu ve bu nedenle hücre bölündükçe kalıcı olduğu durumlarda gerçekleşir. Geçici transfeksiyonlar ise DNA'nın genoma dahil olmadığı ve kodlanan proteinin ekspresyonunun yaklaşık 24-96 saatlik bir süre içinde kaybolduğu durumlarda meydana gelir.
DNA transfeksiyonunun verimliliği tipik olarak, eklenen gene bağlı raporlayıcı sistemler aracılığıyla ölçülür. Bunlar, yeşil floresan protein örneğinde olduğu gibi raporlayıcı proteinin kendisinin doğrudan gözlemlenmesiyle veya lusiferaz enzim raporlayıcısı örneğinde olduğu gibi kolorimetrik bir analiz kullanılarak enzimatik aktivitesinin ölçülmesiyle kolayca tespit edilebilen sistemlerdir. Stabil DNA transfeksiyonu, en iyi RT-PCR gibi genomik analizlerle ölçülür.
siRNA susturma başarısını ölçmek için, her örnekteki hedef protein seviyeleri İmmünoblot ile belirlenebilir. Başarılı bir siRNA transfeksiyonu, hücrelerdeki hedef proteinin ekspresyonunu azaltmalı, bu sırada housekeeping gen olan GAPDH seviyeleri stabil kalmalıdır.
Transfeksiyon verimliliğini maksimize etmek için hücreler logaritmik büyüme fazında tutulmalı ve transfeksiyon anında %40 ile %80 arasında konfluens değerine sahip olmalıdır. Bunu başarmak için kültürdeki hücreler bir gün önce hasat edilmeli… sayılmalı… ve transfeksiyon anında doğru konfluens seviyesini sağlayacak bir konsantrasyonda çok kuyucuklu plakaya ekilmelidir.
Ardından, kimyasal reaktifler ve nükleik asitler karıştırılır ve nükleik asit-reaktif komplekslerinin oluşması için süre tanınır. Her bir kimyasal iletim sistemi için her bileşenin spesifik konsantrasyonları optimize edilmelidir.
Daha sonra nükleik asit-reaktif kompleksleri plakadaki hücrelere eklenir ve komplekslerin hücrelere tutunup transfeksiyona aracılık etmesi için genellikle gece boyunca inkübe edilir. 24 saat sonra besiyeri uzaklaştırılmalı ve taze kültür besiyeri ile değiştirilmelidir.
Transfeksiyonun birçok varyasyonu ve uygulaması mevcuttur. Ko-transfeksiyon, bir araştırmacının yanlış anlamalı (missense) mutasyonların hücresel proteinlerin fonksiyonu üzerindeki etkisini incelemesine olanak tanır. Burada, endojen BRCA1 proteinini aşağı regüle etmek için HeLa hücrelerine RNAi transfekte edilmiştir ve bu durum GFP pozitif hücre sayısında bir azalmaya neden olur. Aynı zamanda, hücre tarafından mutant bir BRCA1 proteini de transfekte edilmiş ve üretilmiştir. Eğer mutasyona uğramış protein tam fonksiyonel ise GFP pozitif hücre sayısında bir toparlanmaya neden olmuş, ancak mutasyon fonksiyonu olumsuz etkilemişse GFP pozitif hücre sayısı düşük kalmıştır.
Kimyasal transfeksiyon yöntemlerine alternatif olarak, burada gösterilen bir araştırmacı, kültürdeki hücrelere DNA kaplı altın partikülleri fırlatmak için bir gen tabancası kullanmaktadır. Sitoplazmalarında DNA kaplı küçük mermilerle sonuçlanan hücrelerin transfekte olma şansı yüksektir.
Transfeksiyon için bir başka alternatif yöntem elektroporasyondur. Elektroporasyon, hücrelerin onarma süresinden önce DNA veya RNA'nın hücreye girmesine izin vermek için hücre membranına zarar vermek amacıyla elektrik akımının kullanılmasıdır. Burada, bir fare beyninin etrafına cımbız elektrotlar yerleştirilmiş ve mavi solüsyon içindeki enjekte edilmiş RNAi moleküllerinin ex-vivo transfeksiyonunu başlatmak için beyinden kısa elektrik darbeleri geçirilmiştir. Ardından, gen susturmanın gelişmekte olan korteksin yapısı üzerindeki etkileri gözlemlenir.
JoVE'nin transfeksiyona dair videosunu izlediniz. Her zaman olduğu gibi, izlediğiniz için teşekkürler!
Transfeksiyon, DNA ve çift sarmallı RNA gibi genetik materyallerin memeli hücrelerine yerleştirilmesi işlemidir. Hücreye DNA yerleştirilmesi, hücrenin…
Bu videodaki bölümler
0:00
An Introduction to Transfection
1:26
Principal Components of Transfection
4:26
The Transfection Procedure
5:36
Applications
7:17
Summary
Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.