Genkloning og vektorer

Når genetikere bruker små biter av DNA for å klone et gen og skape en genmodifisert organisme (GMO), at DNA kalles en vektor.

Ved molekylær kloning er vektoren et DNA-molekyl som fungerer som bærer for overføring eller innsetting av fremmed gen (er) i en annen celle, hvor den kan replikeres og / eller uttrykkes. Vektorer er blant essensielle verktøy for genkloning og er mest nyttige hvis de også koder for et slags markørgen som koder for et bioindikatormolekyl som kan måles i en biologisk vurdering for å sikre deres innsetting og uttrykk i verten organisme.

Spesifikt er en kloningsvektor DNA hentet fra et virus, plasmid eller celler (av høyere organismer) som skal settes inn med et fremmed DNA-fragment for kloningsformål. Siden kloningsvektoren kan opprettholdes stabilt i en organisme, inneholder vektoren også funksjoner som muliggjør enkel innsetting eller fjerning av DNA. Etter å ha blitt klonet inn i en kloningsvektor, kan DNA-fragmentet subklones videre til en annen vektor som kan brukes med enda mer spesifisitet.

I noen tilfeller brukes virus for å infisere bakterier. Disse virusene kalles bakteriofager, eller fag, for kort. Retrovirus er utmerkede vektorer for å introdusere gener i dyreceller. Plasmider, som er sirkulære deler av DNA, er de mest brukte vektorene som brukes til å introdusere fremmed DNA i bakterieceller. De har ofte antibiotikaresistensgener som kan brukes til å teste uttrykk for plasmid-DNA, på antibiotiske Petri-plater.

Genoverføring til planteceller utføres ofte ved bruk av jordbakterien Agrobacterium tumefaciens, som fungerer som en vektor og setter et stort plasmid inn i vertscellen. Bare de celler som inneholder kloningsvektoren vil vokse når antibiotika er til stede.

De seks hovedtyper av vektorer er:

• Plasmid. Sirkulært ekstrakromosomalt DNA som autonom replikerer inne i bakteriecellen. Plasmider har generelt et høyt kopitall, så som pUC19 som har et kopietall på 500-700 kopier per celle.
• Fag. Lineære DNA-molekyler avledet fra bakteriofag lambda. Det kan erstattes med fremmed DNA uten å forstyrre livssyklusen.
• Kosmider. Et annet sirkulært ekstrakromosomalt DNA-molekyl som kombinerer trekk ved plasmider og fag.
• Bakterielle kunstige kromosomer. Basert på bakterielle mini-F-plasmider.
• Gjær kunstige kromosomer. Dette er et kunstig kromosom som inneholder telomerer (engangsbuffere i endene av kromosomer som er avskåret under celledeling) med replikasjonsoriginer, en gjærsentromer (del av et kromosom som knytter søsterkromatider eller en dyad), og en selekterbar markør for identifisering i gjær celler.
• Menneskelig kunstig kromosom. Denne typen vektor er potensiell nyttig for genavgivelse i humane celler, og et verktøy for ekspresjonsstudier og bestemmelse av human kromosomfunksjon. Det kan bære et veldig stort DNA-fragment.

Alle konstruerte vektorer har et replikasjonssted (en replikator), et kloningssted (lokalisert der innsetting av fremmed DNA heller ikke forstyrrer replikering eller inaktivering av essensielle markører), og en selekterbar markør (vanligvis et gen som gir resistens mot en antibiotika.)