生物学教育ビデオ
最終更新日：2021年2月4日 by Sagar Aryal
- Genetic Vector is vehicle for delivering foreign DNA into recipient cells（遺伝子ベクターは、外来DNAを受容細胞に送り込むための乗り物）です。
- 分子クローニングでは、ベクターは、外来の遺伝物質を別の細胞に人工的に運び、そこで複製および／または発現させるための乗り物として使用される DNA 分子である。
- クローニングに利用できるベクターの種類は、プラスミド、バクテリオファージ、細菌人工染色体（BACs）、酵母人工染色体（YACs）および哺乳類人工染色体（MACs）である
- クローニングベクターは、それらが運ぶことのできる挿入物のサイズに制限されている。
クローニングベクターの本質的特徴
ベクターの選択にかかわらず、すべてのベクターはキャリアDNA分子であり、ベクターは、ベクターが運ぶことができる挿入物のサイズによって、特定の目的に対して適切に選択される。 これらのキャリアー分子は、一般に次のようないくつかの共通の特徴を持つべきである：
- 宿主細胞内で自己複製すること。
- RE酵素のための固有の制限部位を持つこと。
- 組換え細胞の同定に使用できるようなマーカー遺伝子（通常、宿主細胞には存在しない抗生物質耐性遺伝子）を持っていること。
プラスミド
- プラスミドは細菌細胞中にある染色体外の円形二本鎖DNA複製要素であり、その複製は細菌細胞から容易に分離されなければならない。
- プラスミドは、5.0 kb から 400 kb までのサイズを示します。
- プラスミドは、形質転換と呼ばれるプロセスによって、細菌の呼び物に挿入されます。
- 一般にプラスミドベクターは、主に抗生物質耐性の遺伝子であるマーカー遺伝子を持ち、それによってプラスミドを含む細胞は、培地に供給された選択的対応抗生物質の存在下で増殖する。
Bacteriophage
- バクテリオファージと呼ばれる、細菌に感染するウイルスのことである。 これらは、宿主の酵素の一部または全部を利用して細菌細胞内で増殖する細胞内寄生虫である。
- バクテリオファージは、そのゲノムを細菌細胞内に送り込む非常に高度なメカニズムを持っている。
- バクテリオファージゲノムのほとんどは必須ではなく、外来DNAと置換することができる。
- バクテリオファージをベクターとして使用すると、最大20kbのサイズのDNA断片を形質転換することができる。
細菌人工染色体（BAC）
- 細菌人工染色体（BAC）は、75〜300kbの非常に大きなDNA断片をクローニングするために設計された単純なプラスミドで、そのサイズは20kb程度である。
- BACは基本的に、抗生物質耐性遺伝子などのマーカー的な見どころと、細菌の細胞分裂後にプラスミドを分配し、細胞あたりのプラスミドコピー数を1つか2つに維持するための非常に安定した複製起点（ori）を持っています。
- BACは、基本的にゲノムプロジェクトにおける生物のゲノム配列決定に用いられている（例：ヒトゲノムプロジェクトではBACが使用された）。
酵母人工染色体（YAC）
- YACは酵母の発現ベクターで、100kbから3000kbの非常に大きなDNA断片のクローニングに使われます。
- YACは翻訳後の修飾を必要とする真核生物のタンパク質の発現においてBACより有利である。
- しかし、YACはBACと比較してキメラ効果を生み出すことが知られており、安定性に欠ける。
ヒト人工染色体（HAC）
- ヒト人工染色体（HAC）あるいは哺乳類人工染色体（MAC）はまだ開発中のものである。
- HACs は、ヒトの細胞集団の中で新しい染色体として働くことができる微小染色体です。
- HACs のサイズは6から10 Mbで、ヒトの研究者が導入した新しい遺伝子を載せています。
- HACは新しい遺伝子を導入するためのベクターとして利用でき、その発現を研究したり、哺乳類の染色体機能を解明することもできる。
その他の種類のベクター
すべてのベクターはクローニングに使用できるためクローニングベクターであるが、クローニング専用に設計したベクターもあれば、転写やタンパク質発現など他の目的用に特別設計したベクターもある。
発現ベクター
標的細胞での導入遺伝子の発現のために特別に設計されたベクターは発現ベクターと呼ばれ、一般に導入遺伝子の発現を駆動するプロモーター配列を持っています。
転写ベクター
転写ベクターと呼ばれる単純なベクターは、転写されるだけで翻訳されない。
ベクターの用途
ベクターはさまざまな用途に開発され、応用されている。 2 つの主な用途は、
(1) より大きなゲノムの断片を分離、同定、保存するため、
(2) 特定の遺伝子によってコードされるタンパク質を選択的に発現するためです。
ベクターは遺伝子工学で使用される最初の DNA ツールであり、今もこの技術の基礎であり続けています。