Gēnu klonēšana un vektori

Kad ģenētiķi izmanto mazus DNS gabalus, lai klonētu gēnu un izveidotu ģenētiski modificētu organismu (ĢMO), šo DNS sauc par vektoru.

Molekulārajā klonēšanā vektors ir DNS molekula, kas kalpo par nesēju sveša (-u) gēna (-u) pārnešanai vai ievietošanai citā šūnā, kur to var replicēt un / vai izteikt. Vektori ir vieni no svarīgi instrumenti gēnu klonēšanai un ir visnoderīgākie, ja tie arī kodē kaut kādu marķiergēnu, kas kodē bioindikatora molekulu var izmērīt bioloģiskā novērtējumā, lai nodrošinātu to ievietošanu un izpausmi saimniekorganismā organisms.

Konkrēti, klonēšanas vektors ir DNS, kas ņemta no vīrusa, plazmides vai (augstāku organismu) šūnām, lai klonēšanas nolūkos tiktu ievietota ar sveša DNS fragmentu. Tā kā klonēšanas vektoru var stabili uzturēt organismā, vektors satur arī pazīmes, kas ļauj ērti ievietot vai noņemt DNS. Pēc klonēšanas klonēšanas vektorā, DNS fragmentu var tālāk subklonēt citā vektorā, ko var izmantot ar vēl specifiskāku.

Dažos gadījumos vīrusi tiek izmantoti baktēriju inficēšanai. Šos vīrusus īsi sauc par bakteriofāgiem vai fāgiem. Retrovīrusi ir lieliski vektori gēnu ievadīšanai dzīvnieku šūnās. Plazmīdas, kas ir apļveida DNS gabali, ir visbiežāk izmantotie vektori, ko izmanto svešas DNS ievadīšanai baktēriju šūnās. Viņi bieži pārnēsā antibiotiku rezistences gēnus, kurus var izmantot, lai pārbaudītu plazmīdu DNS ekspresiju uz antibiotiku Petri plāksnēm.

Gēnu pārnešanu augu šūnās parasti veic, izmantojot augsnes baktēriju Agrobacterium tumefaciens, kas darbojas kā vektors un ievieto lielu plazmīdu saimniekorganisma šūnā. Tikai tās šūnas, kas satur klonēšanas vektoru, augs, kad ir antibiotikas.

Seši galvenie vektoru veidi ir:

• Plasmīds. Apļveida ekstrahromosomu DNS, kas autonomi replicējas baktēriju šūnas iekšpusē. Plazmīdām parasti ir augsts eksemplāru skaits, piemēram, pUC19, kuru kopiju skaits ir 500-700 eksemplāru vienā šūnā.
• Fāga. Lineāras DNS molekulas, kas iegūtas no bakteriofāga lambda. To var aizstāt ar svešām DNS, neizjaucot tā dzīves ciklu.
• Kosmīdi. Vēl viena apļveida ekstrahromosomu DNS molekula, kas apvieno plazmīdu un fāgas īpašības.
• Baktēriju mākslīgās hromosomas. Balstīts uz baktēriju mini-F plazmīdām.
• Rauga mākslīgās hromosomas. Šī ir mākslīga hromosoma, kas satur telomērus (vienreizlietojamus buferus hromosomu galos, kuri tiek sadalīti šūnu dalīšanas laikā) ar replikācijas pirmsākumi, rauga centromērs (hromosomas daļa, kas savieno māsu hromatīdus vai dimadu) un izvēles marķieris identifikācijai raugā šūnas.
• Cilvēka mākslīgā hromosoma. Šis vektora tips ir potenciāli noderīgs gēnu piegādei cilvēka šūnās un ir līdzeklis ekspresijas pētījumiem un cilvēka hromosomu funkcijas noteikšanai. Tas var nest ļoti lielu DNS fragmentu.

Visiem inženierijas pārnēsātajiem vektoriem ir replikācijas sākums (replikētājs), klonēšanas vieta (atrodas tur, kur svešas DNS ievietošanai nav traucē būtisku marķieru replikāciju vai inaktivāciju) un izvēles marķieri (parasti gēns, kas nodrošina rezistenci pret antibiotika.)