Генное клонирование и векторы

Когда генетики используют небольшие кусочки ДНК, чтобы клонировать ген и создать генетически модифицированный организм (GMO), эта ДНК называется вектором.

При молекулярном клонировании вектор представляет собой молекулу ДНК, которая служит носителем для переноса или вставки чужеродного гена (ов) в другую клетку, где он может быть реплицирован и / или экспрессирован. Векторы являются одними из необходимые инструменты для клонирования генов и наиболее полезны, если они также кодируют какой-то маркерный ген, кодирующий молекулу биоиндикатора, которая может быть измерен в биологической оценке, чтобы гарантировать их введение и экспрессию в хозяине организм.

В частности, клонирующим вектором является ДНК, взятая из вируса, плазмиды или клеток (высших организмов) для вставки с чужеродным фрагментом ДНК для целей клонирования. Поскольку клонирующий вектор может стабильно поддерживаться в организме, этот вектор также содержит признаки, которые обеспечивают удобную вставку или удаление ДНК. После клонирования в вектор клонирования фрагмент ДНК может быть дополнительно субклонирован в другой вектор, который можно использовать с еще большей специфичностью.

В некоторых случаях вирусы используются для заражения бактериями. Эти вирусы называются бактериофагами, или сокращенно фагом. Ретровирусы являются отличными векторами для введения генов в клетки животных. Плазмиды, которые представляют собой круглые кусочки ДНК, являются наиболее часто используемыми векторами, используемыми для введения чужеродной ДНК в бактериальные клетки. Они часто несут гены устойчивости к антибиотикам, которые можно использовать для проверки экспрессии плазмидной ДНК на чашках Петри с антибиотиками.

Перенос гена в растительные клетки обычно осуществляется с использованием почвенной бактерии. Agrobacterium tumefaciens, который действует как вектор и вставляет большую плазмиду в клетку-хозяина. Только те клетки, которые содержат вектор клонирования, будут расти, когда присутствуют антибиотики.

Шесть основных типов векторов:

• Плазмидный. Циркулярная внехромосомная ДНК, которая автономно реплицируется внутри бактериальной клетки. Плазмиды обычно имеют большое количество копий, например pUC19, у которого количество копий составляет 500-700 копий на ячейку.
• Фага. Линейные молекулы ДНК, полученные из бактериофага лямбда. Его можно заменить чужеродной ДНК, не нарушая ее жизненный цикл.
• Космиды. Еще одна круговая внехромосомная молекула ДНК, которая сочетает в себе черты плазмид и фага.
• Бактериальные искусственные хромосомы. На основе бактериальных мини-F плазмид.
• Дрожжи Искусственные Хромосомы. Это искусственная хромосома, которая содержит теломеры (одноразовые буферы на концах хромосом, которые обрезаются во время деления клетки) с источник репликации, дрожжевой центромер (часть хромосомы, которая связывает сестринские хроматиды или диаду) и селектируемый маркер для идентификации у дрожжей клетки.
• Искусственная хромосома человека. Этот тип вектора потенциально полезен для доставки генов в клетки человека и является инструментом для исследований экспрессии и определения функции хромосом человека. Он может нести очень большой фрагмент ДНК.

Все инженерные векторы имеют источник репликации (репликатор), сайт клонирования (расположенный там, где инсерция чужеродной ДНК также отсутствует). нарушает репликацию или инактивацию основных маркеров) и селектируемый маркер (обычно ген, который обеспечивает устойчивость к антибиотик.)