Génklónozás és vektorok

Amikor a genetikusok kis darab DNS-t használnak egy gén klónozására és egy genetikailag módosított szervezet létrehozására (GMO), ezt a DNS-t vektornak nevezzük.

A molekuláris klónozás során a vektor egy DNS-molekula, amely hordozóként szolgál idegen gének (ek) átviteléhez vagy beillesztéséhez egy másik sejtbe, ahol replikálható és / vagy expresszálható. A vektorok a nélkülözhetetlen eszközök a génklónozáshoz és akkor a leghasznosabb, ha valamilyen marker gént is kódolnak, amely egy bioindikátor molekulát kódol meg lehet mérni egy biológiai értékelés során annak biztosítása érdekében, hogy beilleszkedjenek és expresszálódjanak a gazdaszervezetben szervezet.

Pontosabban, a klónozó vektor egy olyan vírusból, plazmidból vagy (magasabb organizmusokból származó) sejtekből vett DNS, amelyet klónozás céljából idegen DNS fragmenssel kell beilleszteni. Mivel a klónozó vektor stabilan fenntartható egy szervezetben, a vektor olyan tulajdonságokat is tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a DNS kényelmes beillesztését vagy eltávolítását. Miután klónozó vektorba klónoztuk, a DNS-fragmenst tovább szubklónozhatjuk egy másik vektorba, amely még specifikusabban használható.

Egyes esetekben a vírusokat baktériumok megfertőzésére használják. Ezeket a vírusokat röviden bakteriofágoknak vagy fágoknak hívják. A retrovírusok kiváló vektorok a gének állati sejtekbe történő bejuttatásához. A plazmidok, amelyek kör alakú DNS-darabok, a leggyakrabban használt vektorok, amelyek idegen DNS bevitelére szolgálnak a baktériumsejtekben. Gyakran hordoznak olyan antibiotikum-rezisztencia-géneket, amelyek felhasználhatók a plazmid-DNS expressziójának tesztelésére, Petri-antibiotikum lemezeken.

A génátvitelt a növényi sejtekbe általában a talajbaktérium alkalmazásával hajtják végre Agrobacterium tumefaciens, amely vektorként működik, és egy nagy plazmidot illeszt be a gazdasejtbe. Csak azok a sejtek fognak növekedni, amelyek antibiotikumok vannak jelen.

A hat fő típusú vektor a következő:

• Plazmidot. Körkörös extrakromoszómális DNS, amely autonóm módon replikálódik a baktériumsejtben. A plazmidok általában nagy példányszámmal rendelkeznek, mint például a pUC19, amelynek másolat száma 500-700 példány egy cellánként.
• Fág. A lambda bakteriofágból származó lineáris DNS-molekulák. Az idegen DNS-sel helyettesíthető anélkül, hogy megzavarná annak életciklusát.
• Kozmidokra. Egy másik kör alakú extrakromoszómális DNS molekula, amely egyesíti a plazmidok és a fág jellemzőit.
• Bakteriális mesterséges kromoszómák. Bakteriális mini-F plazmidok alapján.
• Élesztő mesterséges kromoszómák. Ez egy mesterséges kromoszóma, amely telomereket (eldobható puffereket tartalmaz a kromoszóma végén, amelyek levágják a sejtosztódás során) a replikáció kezdete, egy élesztő centromer (egy olyan kromoszóma része, amely a nővér kromatidiumokat vagy egy diádot köti össze), és egy választható marker az élesztőben történő azonosításhoz sejtekben.
• Emberi mesterséges kromoszóma. Ez a típusú vektor potenciálisan hasznos az emberi sejtekbe történő génszállításban, és egy eszköz expressziós vizsgálatokhoz és az emberi kromoszóma funkció meghatározásához. Nagyon nagy DNS-fragmenst hordozhat.

Az összes módosított vektornak van replikációs origója (replikátor), klónozási helyével (ott, ahol az idegen DNS beiktatása sem megszakítja az esszenciális markerek replikációját vagy inaktiválását) és egy szelektálható marker (általában egy olyan gén, amely ellenáll a antibiotikum.)