Clonaggio genico e vettori

Quando i genetisti usano piccoli pezzi di DNA per clonare un gene e creare un organismo geneticamente modificato (OGM), quel DNA è chiamato un vettore.

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 i strumenti essenziali per la clonazione genica e sono molto utili se codificano anche un qualche tipo di gene marcatore che codifica una molecola di bioindicatore può essere misurato in una valutazione biologica per garantirne l'inserimento e l'espressione nell'ospite organismo.

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 ai fini della clonazione. Poiché il vettore di clonazione può essere mantenuto in modo stabile in un organismo, il vettore contiene anche caratteristiche che consentono l'inserimento o la rimozione conveniente 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 fagi, in breve. I retrovirus sono eccellenti vettori per l'introduzione di geni nelle cellule animali. I plasmidi, che sono pezzi circolari di DNA, sono i vettori più comunemente usati 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 genico nelle cellule vegetali viene comunemente eseguito utilizzando il batterio del suolo Agrobacterium tumefaciens, che funge da vettore e inserisce un grande plasmide nella cellula ospite. Solo quelle cellule contenenti il ​​vettore di clonazione cresceranno quando sono presenti antibiotici.

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 elevato di copie, come pUC19 che ha un numero di copie di 500-700 copie per cella.
• Phage. Molecole di DNA lineari derivate da batteriofagi lambda. 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 fagi.
• Cromosomi artificiali batterici. Basato su plasmidi mini-F batterici.
• Cromosomi artificiali al lievito. Questo è un cromosoma artificiale che contiene telomeri (tamponi monouso alle estremità dei cromosomi che vengono tagliati durante la divisione cellulare) con origini della replicazione, un centromero di lievito (parte di un cromosoma che collega i cromatidi fratelli o una diade) e un marcatore selezionabile per l'identificazione nel lievito le cellule.
• Cromosoma artificiale umano. Questo tipo di vettore è potenzialmente utile per la consegna del gene 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 un'origine di replicazione (un replicatore), un sito di clonazione (situato dove né l'inserzione di DNA estraneo interrompe la replicazione o l'inattivazione di marcatori essenziali) e un marcatore selezionabile (in genere un gene che fornisce resistenza a un antibiotico.)