Sidst opdateret den 4. februar 2021 af Sagar Aryal

• Genetiske vektorer er midler til at overføre fremmed DNA til modtagende celler.
• I molekylær kloning er en vektor et DNA-molekyle, der anvendes som et middel til kunstigt at transportere fremmed genetisk materiale ind i en anden celle, hvor det kan replikeres og/eller udtrykkes.
• Vektorer kan replikere autonomt og omfatter typisk egenskaber, der letter manipulation af DNA samt en genetisk markør til deres selektive genkendelse.
• De forskellige typer vektorer, der er tilgængelige til kloning, er plasmider, bakteriofager, bakterielle kunstige kromosomer (BAC’er), kunstige gærkromosomer (YAC’er) og kunstige pattedyrskromosomer (MAC’er).
• Kloningsvektorerne er begrænset med hensyn til størrelsen af det insert, som de kan bære. Afhængigt af størrelsen og anvendelsen af indsatsen vælges den egnede vektor til et bestemt formål.

Væsentlige egenskaber ved kloningsvektorer

Uafhængigt af valget af en vektor er alle vektorer bærende DNA-molekyler. Disse bærermolekyler bør generelt have få fælles træk, f.eks.:

• Det skal være selvreplikerende i værtscellen.
• Det skal have et unikt restriktionssted for RE-enzymer.
• Indførelsen af donor-DNA-fragmentet må ikke forstyrre vektorens replikationsegenskab.
• Den skal besidde et eller andet markørgen, således at det kan anvendes til senere identifikation af den rekombinante celle (normalt et antibiotikaresistensgen, der ikke findes i værtscellen).
• Den skal let kunne isoleres fra værtscellen.

Plasmider

• Plasmider er ekstra kromosomale cirkulære cirkulære dobbeltstrengede DNA-replikerende elementer, der findes i bakterieceller.
• Plasmider har en størrelse på mellem 5,0 kb og 400 kb.
• Plasmider indsættes i bakterieopkald ved en proces, der kaldes transformation.
• Plasmider kan rumme en indsat størrelse på op til 10 kb DNA-fragment.
• Generelt bærer plasmidvektorer et markørgen, som for det meste er et gen for antibiotikaresistens; derved vil enhver celle, der indeholder plasmidet, vokse i tilstedeværelse af det selekterbare tilsvarende antibiotikum, der leveres i mediet.

Bakteriofag

• Virusene, der inficerer bakterier, kaldes bakteriofag. Disse er intracellulære obligate parasitter, der formerer sig inde i bakteriecellen ved at gøre brug af nogle eller alle værtens enzymer.
• Bakteriofager har en meget høj signifikant mekanisme til at levere sit genom ind i bakteriecellen. Derfor kan den bruges som kloningsvektor til at levere større DNA-segmenter.
• Det meste af bakteriofagens genom er ikke-essentielt og kan erstattes med fremmed DNA.
• Med bakteriofagen som vektor kan et DNA-fragment af en størrelse på op til 20 kb transformeres.

Bakterielle kunstige kromosomer (BAC’er)

• Bakterielle kunstige kromosomer (BAC’er) er simple plasmider, som er designet til at klone meget store DNA-fragmenter i størrelsen fra 75 til 300 kb.
• BAC’er har grundlæggende markørlignende seværdigheder som f.eks. antibiotikaresistensgener og en meget stabil replikationsoprindelse (ori), der fremmer fordelingen af plasmidet efter bakteriecelledeling og opretholder plasmidkopiantallet til en eller to pr. celle.
• BAC’er anvendes grundlæggende til sekventering af organismers genom i genomprojekter (eksempel: BAC’er blev anvendt i det menneskelige genomprojekt).
• Der kan kloneres flere hundrede tusinde basepars DNA-fragmenter ved hjælp af BAC’er.

Yast artificial chromosomes (YACs)

• YACs er gærekspressionsvektorer.
• Det er muligt at klone meget store DNA-fragmenter, hvis størrelse varierer fra 100 kb til 3000 kb, ved hjælp af YACs.
• Mest anvendes YACs til kloning af meget store DNA-fragmenter og til fysisk kortlægning af komplekse genomer.
• YAC’er har en fordel i forhold til BAC’er ved ekspression af eukaryote proteiner, der kræver posttranslationsmodifikationer.
• Men YAC’er er kendt for at producere chimære effekter, hvilket gør dem mindre stabile sammenlignet med BAC’er.

Humane kunstige kromosomer (HAC’er)

• Humane kunstige kromosomer (HAC’er) eller pattedyrs kunstige kromosomer (MAC’er) er stadig under udvikling.
• HAC’er er mikrochromosomer, der kan fungere som et nyt kromosom i en population af menneskelige celler.
• HAC’er varierer i størrelse fra 6 til 10 Mb, som bærer nye gener, der er indført af menneskelige forskere.
• HAC’er kan bruges som vektorer til overførsel af nye gener, undersøgelse af deres ekspression og pattedyrs kromosomale funktion kan også belyses ved hjælp af disse mikrokrosomer i pattedyrsystemer.

Andre typer af vektorer

Alle vektorer kan anvendes til kloning og er derfor kloningsvektorer, men der findes også vektorer, der er designet specielt til kloning, mens andre kan være designet specielt til andre formål, f.eks. transkription og proteinekspression.

Ekspressionsvektorer

Vektorer, der er designet specielt til ekspression af transgenet i målcellen, kaldes ekspressionsvektorer og har generelt en promotorsekvens, der driver ekspression af transgenet. Ekspressionsvektorer producerer proteiner gennem transkription af vektorens insert efterfulgt af oversættelse af det producerede mRNA.

Transskriptionsvektorer

Simplere vektorer kaldet transkriptionsvektorer kan kun transskriberes, men ikke oversættes: de kan replikeres i en målcelle, men ikke udtrykkes i modsætning til ekspressionsvektorer. Transkriptionsvektorer anvendes til at amplificere deres insert.

Anvendelser af vektorer

Vektorer er blevet udviklet og tilpasset til en lang række anvendelsesformål. To primære anvendelser er:

(1) til at isolere, identificere og arkivere fragmenter af et større genom

(2) til selektivt at udtrykke proteiner, der er kodet af specifikke gener.

Vektorer var de første DNA-redskaber, der blev anvendt inden for genteknologi, og de er fortsat hjørnestenene i denne teknologi.