Gensko kloniranje in vektorji

Ko genetiki za kloniranje gena uporabijo majhne koščke DNK in ustvarijo gensko spremenjeni organizem (GSO), da se DNK imenuje vektor.

Pri molekularnem kloniranju je vektor molekula DNA, ki služi kot nosilec za prenos ali vstavljanje tujih genov v drugo celico, kjer se lahko posnema in / ali izrazi. Vektorji so med bistvena orodja za kloniranje genov in so najbolj uporabni, če kodirajo tudi nekakšen markerski gen, ki kodira molekulo bioindikatorja, ki lahko merimo z biološko oceno, da zagotovimo njihovo vstavitev in izražanje v gostitelja organizem.

Konkretno, klonski vektor je DNK, odvzet iz virusa, plazmida ali celic (višjih organizmov), ki jih vstavimo s tujim fragmentom DNK za namene kloniranja. Ker se vektor kloniranja lahko stabilno vzdržuje v organizmu, vektor vsebuje tudi lastnosti, ki omogočajo priročno vstavljanje ali odstranjevanje DNK. Po kloniranju v klonirajoči vektor lahko fragment DNK dodatno kloniramo v drug vektor, ki ga lahko uporabimo s še večjo specifičnostjo.

V nekaterih primerih se virusi uporabljajo za okužbo z bakterijami. Tem virusom na kratko rečemo bakteriofagi ali fagi. Retrovirusi so odlični prenašalci za vnos genov v živalske celice. Plazmidi, ki so krožni kosi DNK, so najpogosteje uporabljeni vektorji, ki se uporabljajo za vnašanje tuje DNK v bakterijske celice. Na antibiotičnih Petrijevih ploščah z antibiotiki pogosto nosijo gene za odpornost na antibiotike, ki jih lahko uporabimo za testiranje ekspresije plazmidne DNA.

Prenos gena v rastlinske celice se običajno izvaja s pomočjo bakterije v tleh Agrobacterium tumefaciens, ki deluje kot vektor in v gostiteljsko celico vstavi velik plazmid. Ob prisotnosti antibiotikov bodo rasle samo tiste celice, ki vsebujejo klonski vektor.

Šest glavnih vrst vektorjev je:

• Plazmid. Krožna ekstrakromosomska DNK, ki se avtonomno razmnožuje znotraj bakterijske celice. Na splošno imajo plazmidi veliko število kopij, na primer pUC19, ki ima 500-700 kopij na celico.
• Fag. Linearne molekule DNK, pridobljene iz lambda bakteriofaga. Lahko ga nadomestimo s tujo DNK, ne da bi motili življenjski cikel.
• Kozmidi. Še ena krožna ekstrahromosomska molekula DNK, ki združuje značilnosti plazmidov in fagov.
• Bakterijski umetni kromosomi. Na osnovi bakterijskih mini-F plazmidov.
• Umetni kromosomi kvasovk. To je umetni kromosom, ki vsebuje telomere (puferje za enkratno uporabo na koncih kromosomov, ki so med celično delitvijo odrezani) z izvor razmnoževanja, centromere kvasovk (del kromosoma, ki povezuje sestrske kromatide ali diadijo), in izbirni marker za identifikacijo v kvasu celice.
• Človeški umetni kromosom. Ta vrsta vektorja je potencialno uporabna za dostavo genov v človeške celice in orodje za študije izražanja in določanje človeške kromosomske funkcije. Lahko nosi zelo velik fragment DNK.

Vsi oblikovani vektorji imajo izvor replikacije (replikator), mesto za kloniranje (ki se nahaja tam, kjer vstavitev tuje DNK ni moti replikacijo ali inaktivacijo bistvenih markerjev) in izbirni marker (navadno gen, ki zagotavlja odpornost proti antibiotik.)