Глониране и вектори

Когато генетиците използват малки парченца ДНК, за да клонират ген и да създадат генетично модифициран организъм (ГМО), тази ДНК се нарича вектор.

При молекулярното клониране векторът е ДНК молекула, която служи като носител за пренасяне или вмъкване на чужд ген (и) в друга клетка, където може да бъде репликирана и / или експресирана. Векторите са сред основни инструменти за клониране на гени и са най-полезни, ако те също кодират някакъв вид маркерен ген, кодиращ биоиндикаторната молекула, който може да се измери в биологична оценка, за да се осигури тяхното вмъкване и експресия в гостоприемника организъм.

По-специално, вектор за клониране е ДНК, взета от вирус, плазмид или клетки (на висши организми), които трябва да бъдат вкарани с чужд фрагмент на ДНК за целите на клониране. Тъй като клониращият вектор може да бъде стабилно поддържан в организъм, векторът съдържа също характеристики, които позволяват удобното въвеждане или отстраняване на ДНК. След като се клонира в клониращ вектор, ДНК фрагментът може да бъде допълнително сублониран в друг вектор, който може да се използва с още по-голяма специфичност.

В някои случаи вирусите се използват за заразяване на бактерии. Тези вируси се наричат ​​кратко бактериофаги или фаги. Ретровирусите са отлични вектори за въвеждане на гени в животински клетки. Плазмидите, които са кръгли парчета ДНК, са най-често използваните вектори, използвани за въвеждане на чужда ДНК в бактериални клетки. Те често носят гени за антибиотична резистентност, които могат да бъдат използвани за тестване на експресията на плазмидната ДНК, върху антибиотични петри Петри.

Генетичният трансфер в растителни клетки обикновено се извършва с помощта на почвената бактерия Agrobacterium tumefaciens, който действа като вектор и вкарва голям плазмид в клетката гостоприемник. Само тези клетки, съдържащи клониращия вектор, ще растат при наличие на антибиотици.

Шестте основни типа вектори са:

• Плазмид. Кръгла екстрахромозомна ДНК, която автономно се репликира вътре в бактериалната клетка. Обикновено плазмидите имат голям брой копия, като pUC19, който има брой копия от 500-700 копия на клетка.
• Фаг. Линейни ДНК молекули, получени от ламбда на бактериофага. Той може да бъде заменен с чужда ДНК, без да нарушава жизнения си цикъл.
• Космидите. Друга кръгова екстрахромозомна ДНК молекула, която съчетава черти на плазмиди и фаги.
• Бактериални изкуствени хромозоми. Въз основа на бактериални мини-F плазмиди.
• Дрождени изкуствени хромозоми. Това е изкуствена хромозома, която съдържа теломери (буфери за еднократна употреба в краищата на хромозомите, които са отрязани по време на клетъчното делене) с произход на репликацията, дрождев център (част от хромозома, която свързва сестрински хроматиди или диада) и избираем маркер за идентификация в дрождите клетки.
• Човешка изкуствена хромозома. Този тип вектор е потенциално полезен за доставяне на ген в човешки клетки и инструмент за изследване на експресията и определяне на човешката хромозомна функция. Той може да носи много голям фрагмент от ДНК.

Всички проектирани вектори имат произход на репликация (репликатор), място за клониране (разположено там, където вмъкването на чужда ДНК нито прекъсва репликацията или инактивирането на основните маркери) и избираем маркер (обикновено ген, който осигурява резистентност към антибиотик).