Genkloning og vektorer

Når genetikere bruger små stykker DNA til at klone et gen og skabe en genetisk modificeret organisme (GMO), at DNA kaldes en vektor.

Ved molekylær kloning er vektoren et DNA-molekyle, der tjener som bærer for overførsel eller indsættelse af fremmede gen (er) i en anden celle, hvor den kan replikeres og / eller udtrykkes. Vektorer er blandt essentielle værktøjer til genkloning og er mest nyttige, hvis de også koder for en slags markørgen, der koder for et bioindikatormolekyle, der kan måles i en biologisk vurdering for at sikre deres indsættelse og ekspression i værten organisme.

Specifikt er en kloningsvektor DNA taget fra en virus, plasmid eller celler (af højere organismer), der skal indsættes med et fremmed DNA-fragment til kloningsformål. Da kloningsvektoren kan opretholdes stabilt i en organisme, indeholder vektoren også træk, der muliggør bekvem indsættelse eller fjernelse af DNA. Efter at være klonet i en kloningsvektor kan DNA-fragmentet yderligere subklones i en anden vektor, der kan anvendes med endnu mere specificitet.

I nogle tilfælde bruges vira til at inficere bakterier. Disse vira kaldes bakteriofager eller fag kort. Retrovirus er fremragende vektorer til introduktion af gener i dyreceller. Plasmider, som er cirkulære DNA-stykker, er de mest almindeligt anvendte vektorer, der bruges til at introducere fremmed DNA i bakterieceller. De bærer ofte antibiotiske resistensgener, der kan bruges til at teste for ekspression af plasmid-DNA'et på antibiotiske Petri-plader.

Genoverførsel til planteceller udføres ofte ved hjælp af jordbakterien Agrobacterium tumefaciens, der fungerer som en vektor og indsætter et stort plasmid i værtscellen. Kun de celler, der indeholder kloningsvektoren, vil vokse, når der er antibiotika til stede.

De seks hovedtyper af vektorer er:

• Plasmid. Cirkulært ekstrakromosomalt DNA, som autonomt replikeres inde i bakteriecellen. Plasmider har generelt et højt kopienummer, såsom pUC19, som har et kopienummer på 500-700 kopier pr. Celle.
• Fager. Lineære DNA-molekyler afledt af bakteriofag lambda. Det kan erstattes med fremmed DNA uden at forstyrre dens livscyklus.
• Cosmider. Et andet cirkulært ekstrakromosomalt DNA-molekyle, der kombinerer træk ved plasmider og fag.
• Bakterielle kunstige kromosomer. Baseret på bakterielle mini-F plasmider.
• Gær kunstige kromosomer. Dette er et kunstigt kromosom, der indeholder telomerer (engangsbuffere i enderne af kromosomer, der afskæres under celledeling) med replikationsoriginer, en gærcentromer (del af et kromosom, der forbinder søsterchromatider eller en dyad) og en selekterbar markør til identifikation i gær celler.
• Menneskeligt kunstigt kromosom. Denne type vektor er potentielt nyttig til genafgivelse i humane celler og et værktøj til ekspressionsundersøgelser og bestemmelse af human kromosomfunktion. Det kan bære et meget stort DNA-fragment.

Alle konstruerede vektorer har et replikationsstartsted (en replikator), et kloningssted (lokaliseret hvor indsættelsen af ​​fremmed DNA hverken forstyrrer replikation eller inaktivering af væsentlige markører) og en selekterbar markør (typisk et gen, der giver resistens over for en antibiotikum.)