Che cosa i vettori hanno a che fare con i geni e la clonazione
Nella clonazione molecolare, il vettore è una molecola di DNA che funge da vettore per il trasferimento o l'inserimento di geni estranei in un'altra cellula, dove può essere replicato e / o espresso. I vettori sono tra gli strumenti essenziali per la clonazione del gene e sono più utili se codificano anche un tipo di gene marcatore che codifica una molecola di bioindicatore che può essere misurata in una valutazione biologica per assicurare il loro inserimento ed espressione nell'organismo ospite.
In particolare, un vettore di clonazione è il DNA prelevato da un virus, un plasmide o cellule (di organismi superiori) da inserire con un frammento di DNA estraneo per scopi di clonazione. Poiché il vettore di clonazione può essere mantenuto stabilmente in un organismo, il vettore contiene anche caratteristiche che consentono il comodo inserimento o rimozione del DNA. Dopo essere stato clonato in un vettore di clonazione, il frammento di DNA può essere ulteriormente clonato in un altro vettore che può essere utilizzato con ancora più specificità.
In alcuni casi, i virus vengono utilizzati per infettare i batteri. Questi virus sono chiamati batteriofagi, o fago, in breve. I retrovirus sono eccellenti vettori per l'introduzione di geni nelle cellule animali. I plasmidi, che sono pezzi di DNA circolari, sono i vettori più comunemente utilizzati per introdurre il DNA estraneo nelle cellule batteriche. Spesso portano geni di resistenza agli antibiotici che possono essere utilizzati per testare l'espressione del DNA plasmidico, su piastre di Petri antibiotiche.
Il trasferimento di geni in cellule vegetali viene comunemente eseguito utilizzando il batterio del suolo Agrobacterium tumefaciens , che agisce come un vettore e inserisce un grande plasmide nella cellula ospite. Solo quelle cellule contenenti il vettore di clonazione cresceranno quando saranno presenti antibiotici.
I principali tipi di vettori di clonazione
I sei principali tipi di vettori sono:
- Plasmidi. DNA extracromosomico circolare che si replica autonomamente all'interno della cellula batterica. I plasmidi hanno generalmente un numero di copie elevato, come pUC19 che ha un numero di copie di 500-700 copie per cella.
- Phage. Molecole di DNA lineari derivate dal lambda del batteriofago. Può essere sostituito con DNA estraneo senza interrompere il suo ciclo di vita.
- Cosmidi. Un'altra molecola di DNA extracromosomica circolare che combina le caratteristiche di plasmidi e fago.
- Cromosomi artificiali batterici. Basato su plasmidi mini-F batterici.
- Cromosomi artificiali di lievito. Questo è un cromosoma artificiale che contiene telomeri (tamponi monouso alle estremità dei cromosomi che vengono tagliati durante la divisione cellulare) con origini di replicazione, un centromero di lievito (parte di un cromosoma che collega i cromatidi fratelli o una diade) e un marker selezionabile per l'identificazione nelle cellule di lievito.
Cromosoma artificiale umano. Questo tipo di vettore è potenzialmente utile per il rilascio di geni nelle cellule umane e uno strumento per studi di espressione e determinazione della funzione cromosomica umana. Può trasportare un frammento di DNA molto grande.
Tutti i vettori ingegnerizzati hanno origine di replicazione (un replicatore), un sito di clonazione (situato dove l'inserimento di DNA estraneo non interrompe la replicazione o l'inattivazione dei marcatori essenziali) e un marker selezionabile (tipicamente un gene che fornisce resistenza a un antibiotico).