Klonowanie genów i wektory

Gdy genetycy używają małych kawałków DNA do klonowania genu i stworzenia organizmu zmodyfikowanego genetycznie (GMO), że DNA nazywa się wektorem.

W klonowaniu molekularnym wektor jest cząsteczką DNA, która służy jako nośnik do przenoszenia lub wstawiania obcego genu (genów) do innej komórki, gdzie może być replikowana i / lub wyrażana. Wektory należą do niezbędne narzędzia do klonowania genów i są najbardziej przydatne, jeśli kodują także jakiś gen markerowy kodujący cząsteczkę bioindykatora można zmierzyć w ocenie biologicznej, aby zapewnić ich wstawienie i ekspresję w gospodarzu organizm.

W szczególności wektor do klonowania to DNA pobrane z wirusa, plazmidu lub komórek (wyższych organizmów), które mają zostać wstawione z obcym fragmentem DNA w celu klonowania. Ponieważ wektor do klonowania może być stabilnie utrzymywany w organizmie, wektor zawiera również cechy, które umożliwiają wygodne wstawianie lub usuwanie DNA. Po sklonowaniu w wektorze do klonowania fragment DNA można dalej subklonować w innym wektorze, który można zastosować z jeszcze większą swoistością.

W niektórych przypadkach wirusy są wykorzystywane do infekowania bakterii. Wirusy te nazywane są w skrócie bakteriofagami lub fagami. Retrowirusy są doskonałymi wektorami do wprowadzania genów do komórek zwierzęcych. Plazmidy, które są okrągłymi kawałkami DNA, są najczęściej stosowanymi wektorami stosowanymi do wprowadzania obcego DNA do komórek bakteryjnych. Często niosą geny oporności na antybiotyki, które można wykorzystać do testowania ekspresji plazmidowego DNA na antybiotykowych płytkach Petriego.

Transfer genów do komórek roślinnych jest zwykle wykonywany przy użyciu bakterii glebowych Agrobacterium tumefaciens, który działa jak wektor i wstawia duży plazmid do komórki gospodarza. Tylko te komórki zawierające wektor klonujący będą rosły, gdy obecne będą antybiotyki.

Sześć głównych typów wektorów to:

• Plazmid Kółkowy pozachromosomalny DNA, który autonomicznie replikuje się w komórce bakteryjnej. Plazmidy mają na ogół wysoką liczbę kopii, taką jak pUC19, która ma liczbę kopii 500-700 kopii na komórkę.
• Fag. Liniowe cząsteczki DNA pochodzące z bakteriofaga lambda. Można go zastąpić obcym DNA bez zakłócania jego cyklu życia.
• Kosmidy Kolejna pozachromosomalna cząsteczka DNA, która łączy cechy plazmidów i fagów.
• Sztuczne chromosomy bakteryjne. Na bazie bakteryjnych plazmidów mini-F.
• Sztuczne chromosomy drożdży. Jest to sztuczny chromosom, który zawiera telomery (bufory jednorazowe na końcach chromosomów, które są odcinane podczas podziału komórki) z początki replikacji, centromer drożdży (część chromosomu, który łączy chromatydy siostrzane lub diadę) oraz marker selekcyjny do identyfikacji w drożdżach komórki.
• Sztuczny chromosom ludzki. Ten typ wektora jest potencjalnie użyteczny do dostarczania genów do komórek ludzkich oraz jako narzędzie do badań ekspresji i określania funkcji ludzkiego chromosomu. Może przenosić bardzo duży fragment DNA.

Wszystkie wektory inżynieryjne mają miejsce inicjacji replikacji (replikator), miejsce klonowania (zlokalizowane tam, gdzie wstawienie obcego DNA nie zakłóca replikację lub inaktywację podstawowych markerów) i markera selekcyjnego (zazwyczaj genu zapewniającego odporność na antybiotyk.)