Geenide kloonimine ja vektorid

Kui geneetikud kasutavad geeni kloonimiseks ja geneetiliselt muundatud organismi loomiseks väikseid DNA tükke (GMO), seda DNA-d nimetatakse vektoriks.

Molekulaarses kloonimisel on vektoriks DNA molekul, mis on kandjaks võõraste geenide geenide ülekandmiseks või sisestamiseks teise rakku, kus seda saab replitseerida ja / või ekspresseerida. Vektorid on nende hulgas hädavajalikud vahendid geenide kloonimisel ja on kõige kasulikumad, kui nad kodeerivad ka mingisugust markergeeni, mis kodeerib seda bioindikaatori molekuli Neid saab mõõta bioloogilises hinnangus, et tagada nende sisestamine ja ekspressioon peremeesorganismis organism.

Täpsemalt, kloonimisvektor on viirusest, plasmiidist või (kõrgemate organismide) rakkudest võetud DNA, mis sisestatakse kloonimise eesmärgil võõra DNA fragmendiga. Kuna kloonimisvektorit saab organismis stabiilselt säilitada, sisaldab vektor ka omadusi, mis võimaldavad DNA mugavat sisestamist või eemaldamist. Pärast kloonimisvektorisse kloonimist saab DNA fragmendi veel subkloonida teise vektorisse, mida saab kasutada veelgi spetsiifilisemalt.

Mõnel juhul kasutatakse viirusi bakterite nakatumiseks. Neid viirusi nimetatakse lühidalt bakteriofaagideks või faagideks. Retroviirused on suurepärased vektorid geenide sisestamiseks loomarakkudesse. Plasmiidid, mis on ümmargused DNA tükid, on kõige sagedamini kasutatavad vektorid, mida kasutatakse võõra DNA viimiseks bakterirakkudesse. Sageli kannavad nad antibiootikumiresistentsuse geene, mida saab kasutada plasmiidse DNA ekspressiooni testimiseks, antibiootikumi Petri plaatidel.

Geeniülekanne taimerakkudesse toimub tavaliselt mullabakteri abil Agrobacterium tumefaciens, mis toimib vektorina ja sisestab peremeesrakku suure plasmiidi. Antibiootikumide olemasolul kasvavad ainult need rakud, mis sisaldavad kloonimisvektorit.

Kuus peamist tüüpi vektorit on:

• Plasmiid. Tsirkulaarne ekstrakromosomaalne DNA, mis paljuneb autonoomselt bakterirakus. Plasmiidide koopiate arv on tavaliselt suur, näiteks pUC19, mille koopiate arv on 500-700 koopiat raku kohta.
• Faag. Bakteriofaagi lambdast saadud lineaarsed DNA molekulid. Selle saab asendada võõra DNA-ga, häirimata selle elutsüklit.
• Kosmiidid. Veel üks ümmargune kromosoomiväline DNA molekul, mis ühendab plasmiidide ja faagi omadusi.
• Bakteriaalsed kunstlikud kromosoomid. Põhineb bakteriaalsetel mini-F plasmiididel.
• Pärmi kunstlikud kromosoomid. See on kunstlik kromosoom, mis sisaldab telomeere (ühekordselt kasutatavaid puhvreid kromosoomide otstes, mis raku jagunemise ajal katkestatakse) koos replikatsiooni alguspunkt, pärmi tsentromeer (osa kromosoomi, mis seob õdekromatiidid või kaksad) ja valitav marker identifitseerimiseks pärmis rakud.
• Inimese kunstlik kromosoom. Seda tüüpi vektor on potentsiaalselt kasulik geenide edastamiseks inimese rakkudesse ning vahend ekspressiooniuuringuteks ja inimese kromosoomi funktsiooni määramiseks. See võib kanda väga suurt DNA fragmenti.

Kõigil konstrueeritud vektoritel on replikatsiooni alguspunkt (replikaator), kloonimissait (paikneb seal, kus võõra DNA insertsioon häirib oluliste markerite replikatsiooni või inaktiveerimist) ja valitavat markerit (tavaliselt geen, mis tagab resistentsuse antibiootikum.)