Показать меню

Вектор (молекулярная биология)

15.12.2020
13

Вектор (в генетике и молекулярной биологии) — молекула нуклеиновой кислоты, чаще всего ДНК, используемая в генетической инженерии для передачи генетического материала внутрь клетки, в том числе в клетку живого многоклеточного организма in vivo.

Существующие векторы:

  • плазмиды
  • фазмиды
  • векторы на основе вируса SV40
  • векторы на основе аденовирусов
  • векторы на основе герпесвирусов
  • векторы на основе ретровирусов
  • векторы на основе аденоассоциированного вируса

Пример клонирования ДНК

В качестве примера рассмотрим процесс клонирования участка чужеродной ДНК бактерией E. coli при помощи плазмиды pBR322.

pBR322 — искусственная плазмида, созданная Франциско Боливаром и Раймондом Родригесом с целью клонирования генетического материала. Она представляет собой циклический фрагмент ДНК длиной 4361 нуклеотидных пары (рис. 1). Плазмида содержит ген устойчивости к тетрациклину tet, взятый из естественной плазмиды pSC 101; ген устойчивости к ампициллину amp, взятый из транспозона Tn3; и участок начала репликации ori, заимствованный из плазмиды pMB 1. Тетрациклин и ампициллин — сильные антибиотики. Наличие в плазмиде генов устойчивости к ним (активных или блокированных) играет существенную роль в выделении бактерий со встроенным участком чужеродной ДНК. Плазмида содержит также сайты рестрикции PstI, BamHI и SalI, причём первый находится в гене amp, а два остальных — в гене tet. Это важное обстоятельство помогает модифицировать плазмиду.

Предположим, что в плазмиду необходимо встроить фрагмент, который ранее был вырезан из другой ДНК рестриктазой Bam HI (то есть он имеет на концах последовательность нуклеотидов, характерную для сайта рестрикции Bam HI). Для этого плазмиды обрабатываются рестриктазой BamHI, (которая разрежет кольцевую молекулу в сайте рестрикции и образует линейный участок ДНК) и добавляются участки чужеродной ДНК. Поскольку на концах всех фрагментов ДНК находятся комплементарные последовательности нуклеотидов, они начнут «склеиваться», причём возможны два варианта склейки (рис. 2) :

  • Соединятся концы линейной плазмиды pBR322, образовав исходную (восстановленную) кольцевую плазмиду.
  • Между концами линейной плазмиды pBR322 вклинится участок чужеродной ДНК, образовав кольцевую плазмиду со встроенным фрагментом.

Поскольку плазмиды со встроенным фрагментом являются целью процесса, необходимо выделить такие плазмиды и клонировать их. Процесс идёт следующим образом:

  • Плазмиды внедряются в клетки E. coli. Для этого клетки обрабатываются ионами Ca2+, что делает их мембраны проницаемыми для ДНК.
  • Полученные бактерии высевают на среду, содержащую ампициллин. В этой среде нормально растут колонии бактерий, содержащие плазмиды, остальные колонии угнетаются. По этому признаку можно отличить бактерии, содержащие плазмиды;
  • Колонии, содержащие плазмиды, перепечатываются на среду, содержащую тетрациклин. Поскольку чужеродная ДНК вклинивается внутрь гена tet, дезактивируя его, колонии бактерий с модифицированными плазмидами угнетаются тетрациклином. Таким образом они визуально отличимы от колоний бактерий с восстановленными плазмидами.
  • В результате этих действий выделяются колонии E. coli, в плазмиды которых встроен участок чужеродной ДНК. Они высеваются в обычную среду для дальнейшего клонирования.
  • Процедуру клонирования можно также вести с помощью рестриктаз SalI и PstI. В первом случае процесс будет аналогичен, в последнем бактерии с модифицированными плазмидами будут, наоборот, чувствительны к ампициллину и нечувствительны к тетрациклину.

    Еще по этой теме:
    Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
    01:12, 13 декабрь
    Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
    Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (лат.) (болгарская палочка) — подвид Lactobacillus delbrueckii, одна из двух бактерий, используемых для производства йогурта. Ранее бактерия известна как
    Base58
    18:55, 12 декабрь
    Base58
    Base58 — вариант кодирования цифрового кода в виде буквенно-цифрового текста на основе латинского алфавита. Алфавит кодирования содержит 58 символов. Применяется для передачи данных в разнородных
    Ti-плазмида
    21:44, 11 декабрь
    Ti-плазмида
    Ti-плазмида (англ. Ti plasmid от англ. tumor inducing — индуцирующая образование опухолей) — плазмида почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens, с помощью которой она вызывает образование
    Многолучевая антенна
    17:54, 08 декабрь
    Многолучевая антенна
    Многолучевая антенна — антенна, диаграмма направленности которой содержит множество главных лучей. Описание Многолучёвая антенна состоит из излучающей части, диаграммообразующего устройства (ДОУ)
    Вектор (математика)
    07:58, 03 декабрь
    Вектор (математика)
    Вектор (от лат. vector, «несущий») — в простейшем случае математический объект, характеризующийся величиной и направлением. Например, в геометрии и в естественных науках вектор есть направленный
    Рождение молекулярной биологии
    11:33, 10 май
    Рождение молекулярной биологии
    В XX веке был сделан ряд открытий и изобретений в области физических и химических наук, обогативших биологию новыми методами познания живого.
    Комментарии:
    Добавить комментарий
    Ваше Имя:
    Ваш E-Mail:
    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent