Ultima actualizare la 4 februarie 2021 de Sagar Aryal

• Vectori genetici sunt vehicule pentru livrarea de ADN străin în celulele receptoare.
• În clonarea moleculară, un vector este o moleculă de ADN utilizată ca vehicul pentru a transporta în mod artificial material genetic străin într-o altă celulă, unde poate fi replicat și/sau exprimat.
• Vectorii se pot replica în mod autonom și includ, de obicei, caracteristici pentru a facilita manipularea ADN-ului, precum și un marker genetic pentru recunoașterea lor selectivă.
• Diferitele tipuri de vectori disponibili pentru clonare sunt plasmidele, bacteriofagii, cromozomii artificiali bacterieni (BAC), cromozomii artificiali de drojdie (YAC) și cromozomii artificiali de mamifere (MAC).
• Vectori de clonare sunt limitați în ceea ce privește dimensiunea inserției pe care o pot transporta. În funcție de dimensiunea și de aplicația inserției se selectează vectorul potrivit pentru un anumit scop.

Caracteristici esențiale ale vectorilor de clonare

Indiferent de selectarea unui vector, toți vectorii sunt molecule de ADN purtător. Aceste molecule purtătoare trebuie să aibă câteva caracteristici comune în general, cum ar fi:

• trebuie să se autoreplice în interiorul celulei gazdă.
• Trebuie să posede un situs de restricție unic pentru enzimele RE.
• Introducerea fragmentului de ADN donator nu trebuie să interfereze cu proprietatea de replicare a vectorului.
• Trebuie să posede o anumită genă marker astfel încât să poată fi utilizată pentru identificarea ulterioară a celulei recombinante (de obicei o genă de rezistență la antibiotice care este absentă în celula gazdă).
• Trebuie să fie ușor de izolat din celula gazdă.

Plasmidele

• Plasmidele sunt elemente de replicare a ADN-ului dublu catenar circular extracromosomal prezente în celulele bacteriene.
• Plasmidele prezintă dimensiuni cuprinse între 5,0 kb și 400 kb.
• Plasmidele sunt inserate în apelurile bacteriene printr-un proces numit transformare.
• Plasmidele pot găzdui o dimensiune de inserție a unui fragment de ADN de până la 10 kb.
• În general, vectorii plasmidici poartă o genă marker care este, de cele mai multe ori, o genă de rezistență la antibiotice; astfel, orice celulă care conține plasmidul se va dezvolta în prezența antibioticului selectabil corespunzător furnizat în mediu.

Bacteriofage

• Virusurile care infectează bacteriile se numesc bacteriofage. Aceștia sunt paraziți intracelulari obligatorii care se înmulțesc în interiorul celulei bacteriene folosindu-se de unele sau de toate enzimele gazdei.
• Bacteriofagele au un mecanism foarte important pentru livrarea genomului său în celula bacteriană. Prin urmare, poate fi utilizat ca vector de clonare pentru a livra segmente mai mari de ADN.
• Cei mai mulți dintre genomii bacteriofagilor sunt neesențiali și pot fi înlocuiți cu ADN străin.
• Utilizând bacteriofagul ca vector, poate fi transformat un fragment de ADN cu o dimensiune de până la 20 kb.

Cromozomi artificiali bacterieni (BACs)

• Cromozomii artificiali bacterieni (BACs) sunt plasmide simple care sunt concepute pentru a clona fragmente de ADN foarte mari, cu dimensiuni cuprinse între 75 și 300 kb.
• BAC-urile au, în esență, markere precum genele de rezistență la antibiotice și o origine de replicare (ori) foarte stabilă care favorizează distribuția plasmidului după diviziunea celulară bacteriană și menținerea numărului de copii de plasmidă la una sau două pe celulă.
• BAC-urile sunt utilizate în principiu la secvențierea genomului organismelor în cadrul proiectelor genomice (exemplu: BAC-urile au fost utilizate în proiectul genomului uman).
• Câteva sute de mii de perechi de baze de fragmente de ADN pot fi clonate cu ajutorul BAC-urilor.

Cromozomi artificiali de drojdie (YACs)

• YACs sunt vectori de expresie pentru drojdie.
• Cu ajutorul YACs se pot clona fragmente de ADN foarte mari, ale căror dimensiuni variază între 100 kb și 3000 kb.
• În principal, YACs sunt utilizate pentru clonarea unor fragmente de ADN foarte mari și pentru cartografierea fizică a genomurilor complexe.
• YAC-urile au un avantaj față de BAC-uri în exprimarea proteinelor eucariote care necesită modificări posttraducționale.
• Dar, se știe că YAC-urile produc efecte chimerice care le fac mai puțin stabile în comparație cu BAC-urile.

Cromozomi artificiali umani (HACs)

• Cromozomii artificiali umani (HACs) sau cromozomii artificiali de mamifere (MACs) sunt încă în curs de dezvoltare.
• HAC-urile sunt microcromosomi care pot acționa ca un nou cromozom într-o populație de celule umane.
• HAC-urile au dimensiuni cuprinse între 6 și 10 Mb care poartă gene noi introduse de cercetătorii umani.
• HAC-urile pot fi utilizate ca vectori în transferul de gene noi, studierea expresiei acestora și funcția cromozomială a mamiferelor poate fi, de asemenea, elucidată cu ajutorul acestor microchrosomi în sistemul mamiferelor.

Alte tipuri de vectori

Toți vectorii pot fi utilizați pentru clonare și, prin urmare, sunt vectori de clonare, dar există, de asemenea, vectori concepuți special pentru clonare, în timp ce alții pot fi concepuți special pentru alte scopuri, cum ar fi transcripția și expresia proteinelor.

Vectori de expresie

Vectori concepuți special pentru exprimarea transgenei în celula țintă se numesc vectori de expresie și, în general, au o secvență promotoare care conduce expresia transgenei. Vectorii de expresie produc proteine prin transcrierea inserției vectorului urmată de traducerea ARNm produs.

Vectori de transcripție

Vectori mai simpli numiți vectori de transcripție sunt capabili doar să fie transcriși, dar nu și traduși: ei pot fi replicați într-o celulă țintă, dar nu și exprimați, spre deosebire de vectorii de expresie. Vectorii de transcripție sunt utilizați pentru a amplifica inserția lor.

Utilizări ale vectorilor

Vectorii au fost dezvoltați și adaptați pentru o gamă largă de utilizări. Două utilizări principale sunt:

(1) pentru a izola, identifica și arhiva fragmente dintr-un genom mai mare

(2) pentru a exprima selectiv proteine codificate de gene specifice.

Vectori au fost primele instrumente de ADN utilizate în ingineria genetică și continuă să fie pietre de temelie ale tehnologiei.

.