Vektori (molekyylibiologia)

Vektori ( genetiikassa ja molekyylibiologiassa ) on nukleiinihappomolekyyli, useimmiten DNA , jota käytetään geenitekniikassa siirtämään geneettistä materiaalia soluun, mukaan lukien elävän monisoluisen organismin soluun in vivo [1] .

Olemassa olevat vektorit:

• plasmidit
• faasimidit
• SV40 -virukseen perustuvia vektoreita
• adenoviruspohjaiset vektorit
• herpesviruksiin perustuvat vektorit
• retroviruksiin perustuvat vektorit
• adeno-assosioituneet virusvektorit

Esimerkki DNA-kloonauksesta

Esimerkkinä voidaan harkita prosessia , jossa E. coli -bakteeri kloonaa vieraan DNA:n palan käyttämällä plasmidia pBR322 .

pBR322  on Francisco Bolivarin ja Raymond Rodriguezin luoma keinotekoinen plasmidi geneettisen materiaalin kloonaamiseksi. Se on syklinen DNA-fragmentti, jonka pituus on 4361 nukleotidiparia (kuvio 1). Plasmidi sisältää tetrasykliiniresistenssigeenin , joka on otettu luonnollisesta plasmidista pSC 101 ; ampisilliiniresistenssigeenin amp , joka on otettu Tn3 - transposonista ; ja replikaation aloituskohta, lainattu plasmidista pMB 1. Tetrasykliini ja ampisilliini ovat vahvoja antibiootteja . Resistenssigeenien (aktiivisten tai estettyjen) läsnäolo plasmidissa on olennainen rooli sellaisten bakteerien eristämisessä, joihin on upotettu vieraan DNA:n alue. Plasmidi sisältää myös Pst I-, BamHI- ja Sal I -restriktiokohdat , joista ensimmäinen on amp-geenissä ja kaksi muuta tet-geenissä. Tämä tärkeä seikka auttaa modifioimaan plasmidia.

Oletetaan, että fragmentti, joka on aiemmin leikattu pois toisesta DNA :sta BamHI - restriktioentsyymillä (eli sillä on BamHI -restriktiokohdalle ominainen nukleotidisekvenssi ), täytyy insertoida plasmidiin. Tätä varten plasmideja käsitellään Bam HI:llä (joka leikkaa pyöreän molekyylin restriktiokohdasta ja muodostaa lineaarisen DNA-alueen) ja vieraan DNA:n alueita lisätään. Koska kaikkien DNA-fragmenttien päissä on komplementaarisia nukleotidisekvenssejä, ne alkavat "tarttua yhteen", ja kaksi liimausvaihtoehtoa on mahdollista (kuva 2):

• Lineaarisen plasmidin pBR322 päät liittyvät yhteen muodostaen alkuperäisen (palautetun) pyöreän plasmidin.
• Vieraan DNA:n segmentti kiilautuu lineaarisen plasmidin pBR322 päiden väliin, jolloin muodostuu pyöreä plasmidi, johon on lisätty fragmentti.

Koska plasmidit, joissa on insertoitu fragmentti, ovat prosessin kohteena, on välttämätöntä eristää tällaiset plasmidit ja kloonata ne. Prosessi menee näin:

1. Plasmidit viedään E. coli -soluihin . Tätä varten soluja käsitellään Ca 2+ -ioneilla , mikä tekee niiden kalvoista DNA:ta läpäiseviä.
2. Syntyneet bakteerit kylvetään ampisilliinia sisältävälle alustalle. Tässä väliaineessa plasmideja sisältävien bakteerien pesäkkeet kasvavat normaalisti, loput pesäkkeet estyvät. Tämän perusteella voidaan erottaa plasmideja sisältävät bakteerit;
3. Plasmideja sisältävät pesäkkeet painetaan uudelleen tetrasykliiniä sisältävälle alustalle. Koska vieras DNA kiilautui tet -geeniin ja deaktivoi sen, tetrasykliini estää bakteeripesäkkeitä, joissa on modifioituja plasmideja. Siten ne ovat visuaalisesti erotettavissa bakteeripesäkkeistä, joissa on rekonstituoituja plasmideja.
4. Näiden toimien seurauksena eristetään E. coli -pesäkkeitä , joiden plasmideihin liitetään osa vieraasta DNA:sta. Ne kylvetään normaaliin alustaan ​​jatkokloonausta varten.

Kloonaus voidaan suorittaa myös Sal I- ja Pst I restriktaaseilla. Ensimmäisessä tapauksessa prosessi on samanlainen, jälkimmäisessä bakteerit, joilla on modifioituja plasmideja, ovat päinvastoin herkkiä ampisilliinille ja epäherkkiä tetrasykliinille.

Katso myös

• Virusvektori
• Ekspressiovektori - vieraan proteiinin saamiseksi isäntäorganismissa (tuottajaorganismissa)
• Kloonausvektori - suuren määrän kopioiden tuottamiseksi sisäänrakennetusta DNA-fragmentista
• Sukkula ( bifunktionaalinen, sukkula- ) vektori on vektori, joka sisältää replikaation aloituskohdat sekä prokaryootti- että eukaryoottisoluissa
• Insertio ( integratiivinen ) vektori -- eksogeenisen DNA : n liittämiseen tietyille genomin alueille homologista rekombinaatiota käyttäen
• Binääri ( kaksois )vektori
• Solun pätevyys
• DNA-hybridisaatio
• Transformaatio (genetiikka)
• Transfektio
• Transduktio (genetiikka)
• Lisäys

Muistiinpanot

1. ↑ Katso virusvektorit .

Kirjallisuus

• Chernin L. S., Kalinin V. H. Geenitekniikka Arkistoitu 16. tammikuuta 2021 Wayback Machinessa // Big Medical Encyclopedia , 3rd ed. - M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. - T. 5.

Linkit

• Yhdistelmä-DNA-tekniikka: Selektiiviset alakloonaustekniikat .

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri katalaani Britannica (verkossa)