Klonování genů a vektory

Když genetici používají malé kousky DNA klonování genu a vytvoření geneticky modifikovaného organismu (GMO), že se DNA nazývá vektor.

V molekulárním klonování je vektor molekula DNA, která slouží jako nosič pro přenos nebo inzerci cizího genu (genů) do jiné buňky, kde může být replikována a / nebo exprimována. Vektory patří mezi základní nástroje pro klonování genů a jsou nejužitečnější, pokud také kódují nějaký druh markerového genu kódujícího bioindikátorovou molekulu, která mohou být měřeny biologickým hodnocením k zajištění jejich inzerce a exprese v hostiteli organismus.

Konkrétně je klonovacím vektorem DNA odebraná z viru, plazmidu nebo buněk (vyšších organismů), která má být vložena cizím fragmentem DNA pro účely klonování. Protože klonovací vektor může být v organismu stabilně udržován, obsahuje vektor také rysy, které umožňují pohodlné vložení nebo odstranění DNA. Po klonování do klonovacího vektoru může být fragment DNA dále klonován do jiného vektoru, který může být použit s ještě větší specificitou.

V některých případech se viry používají k infikování bakterií. Tyto viry se zkrátka nazývají bakteriofágy nebo fágy. Retroviry jsou vynikajícími vektory pro zavedení genů do živočišných buněk. Plazmidy, které jsou kruhovými částmi DNA, jsou nejčastěji používanými vektory používanými k zavedení cizí DNA do bakteriálních buněk. Často nesou geny odolnosti vůči antibiotikům, které lze použít k testování exprese plazmidové DNA na Petriho miskách s antibiotiky.

Přenos genu do rostlinných buněk se běžně provádí pomocí půdní bakterie Agrobacterium tumefaciens, který funguje jako vektor a vloží velký plazmid do hostitelské buňky. Pokud jsou přítomna antibiotika, porostou pouze buňky obsahující klonovací vektor.

Šest hlavních typů vektorů je:

• Plasmid. Kruhová extrachromozomální DNA, která se autonomně replikuje uvnitř bakteriální buňky. Plazmidy mají obecně vysoké číslo kopie, jako je například pUC19, který má počet kopií 500 až 700 kopií na buňku.
• Fág. Molekuly lineární DNA odvozené od bakteriofága lambda. Může být nahrazena cizí DNA bez narušení jejího životního cyklu.
• Kosmidy. Další kruhová molekula extrachromozomální DNA, která kombinuje vlastnosti plazmidů a fágu.
• Bakteriální umělé chromozomy. Na bázi bakteriálních mini-F plasmidů.
• Umělé chromozomy kvasinek. Jedná se o umělý chromozom, který obsahuje telomery (jednorázové pufry na koncích chromozomů, které jsou při dělení buněk odříznuty) s počátky replikace, kvasinková centroméra (část chromozomu, která spojuje sesterské chromatidy nebo dyad) a volitelný marker pro identifikaci v kvasnicích buňky.
• Lidský umělý chromozom. Tento typ vektoru je potenciálně užitečný pro dodání genu do lidských buněk a nástroj pro studie exprese a stanovení funkce lidského chromozomu. Může nést velmi velký fragment DNA.

Všechny upravené vektory mají počátek replikace (replikátor), klonovací místo (lokalizované tam, kde ani inzerce cizí DNA není narušuje replikaci nebo inaktivaci esenciálních markerů) a volitelný marker (obvykle gen, který poskytuje rezistenci vůči antibiotikum.)