Genkloning och vektorer

När genetiker använder små bitar av DNA för att klona en gen och skapa en genetiskt modifierad organisme (GMO), att DNA kallas en vektor.

Vid molekylär kloning är vektorn en DNA-molekyl som fungerar som bärare för överföring eller införing av främmande gen (er) i en annan cell, där den kan replikeras och / eller uttrycks. Vektorer hör till viktiga verktyg för genkloning och är mest användbara om de också kodar för någon typ av markörgen som kodar för en bioindikatormolekyl som kan mätas i en biologisk bedömning för att säkerställa deras införande och uttryck i värden organism.

Specifikt är en kloningsvektor DNA som tas från ett virus, plasmid eller celler (av högre organismer) för att införas med ett främmande DNA-fragment för kloningsändamål. Eftersom kloningsvektorn kan upprätthållas stabilt i en organisme, innehåller vektorn också funktioner som möjliggör bekvämt införande eller avlägsnande av DNA. Efter att ha klonats in i en kloningsvektor kan DNA-fragmentet ytterligare subklonas till en annan vektor som kan användas med ännu mer specificitet.

I vissa fall används virus för att infektera bakterier. Dessa virus kallas bakteriofager, eller fag, för kort. Retrovirus är utmärkta vektorer för att införa gener i djurceller. Plasmider, som är cirkulära bitar av DNA, är de mest använda vektorerna som används för att införa främmande DNA i bakterieceller. De bär ofta antibiotikaresistensgener som kan användas för att testa för uttryck av plasmid-DNA, på antibiotiska Petri-plattor.

Genöverföring till växtceller utförs vanligtvis med jordbakterien Agrobacterium tumefaciens, som fungerar som en vektor och sätter in en stor plasmid i värdcellen. Endast de celler som innehåller kloningsvektorn kommer att växa när antibiotika finns.

De sex huvudtyperna av vektorer är:

• Plasmiden. Cirkulärt extrakromosomalt DNA som autonomt replikeras inuti bakteriecellen. Plasmider har vanligtvis ett högt kopienummer, såsom pUC19 som har ett kopienummer på 500-700 kopior per cell.
• Fag. Linjära DNA-molekyler härledda från bakteriofag lambda. Det kan ersättas med främmande DNA utan att störa dess livscykel.
• Kosmider. En annan cirkulär extrakromosomal DNA-molekyl som kombinerar egenskaper hos plasmider och fag.
• Bakteriella konstgjorda kromosomer. Baserat på bakteriella mini-F-plasmider.
• Jäst konstgjorda kromosomer. Detta är en konstgjord kromosom som innehåller telomerer (engångsbuffertar i änden av kromosomer som är avskurna under celldelning) med replikationsursprung, en jästcentromer (del av en kromosom som länkar systerkromatider eller en dyad) och en markör som kan väljas för identifiering i jäst celler.
• Mänsklig konstgjord kromosom. Denna typ av vektor är potentiellt användbar för genleverans till mänskliga celler, och ett verktyg för expressionsstudier och bestämning av human kromosomfunktion. Det kan ha ett mycket stort DNA-fragment.

Alla konstruerade vektorer har ett replikationsursprung (en replikator), ett kloningsställe (beläget där införandet av främmande DNA varken avbryter replikering eller inaktivering av väsentliga markörer) och en markör som är valbar (vanligtvis en gen som ger resistens mot en antibiotikum.)