Sist uppdaterad den 4 februari 2021 av Sagar Aryal

• Genetiska vektorer är verktyg för att föra in främmande DNA i mottagarceller.
• I molekylär kloning är en vektor en DNA-molekyl som används som ett fordon för att på konstgjord väg föra in främmande genetiskt material i en annan cell, där det kan replikeras och/eller uttryckas.
• Vektorer kan replikera sig autonomt och innehåller vanligen egenskaper som underlättar manipuleringen av DNA samt en genetisk markör för deras selektiva erkännande.
• De olika typer av vektorer som finns tillgängliga för kloning är plasmider, bakteriofager, bakteriella artificiella kromosomer (BAC), artificiella kromosomer från jäst (YAC) och artificiella kromosomer från däggdjur (MAC).
• Kloningsvektorerna är begränsade i fråga om storleken på det instick som de kan bära. Beroende på insättningens storlek och användningsområde väljs den lämpliga vektorn för ett visst ändamål.

Väsentliga egenskaper hos kloningsvektorer

Oavsett valet av vektor är alla vektorer bärande DNA-molekyler. Dessa bärande molekyler bör ha några få gemensamma egenskaper i allmänhet, t.ex.:

• Den måste vara självreplikerande i värdcellen.
• Den måste ha en unik restriktionsplats för RE-enzymer.
• Introduktion av donator-DNA-fragment får inte störa vektorns replikeringsegenskaper.
• Den måste ha någon markörgen så att den kan användas för senare identifiering av den rekombinanta cellen (vanligen en antibiotikaresistensgen som saknas i värdcellen).
• De bör lätt kunna isoleras från värdcellen.

Plasmider

• Plasmider är extrakromosomala, cirkulära, dubbelsträngade, replikerande DNA-element som förekommer i bakterieceller.
• Plasmider har en storlek som varierar från 5,0 kb till 400 kb.
• Plasmider infogas i bakterieceller genom en process som kallas transformation.
• Plasmider kan rymma ett insatt DNA-fragment på upp till 10 kb.
• Generellt bär plasmidvektorer en markörgen som oftast är en gen för antibiotikaresistens; vilket gör att alla celler som innehåller plasmidet kommer att växa i närvaro av det selekterbara motsvarande antibiotikum som tillhandahålls i mediet.

Bakteriofager

• Virusen som infekterar bakterier kallas bakteriofager. Dessa är intracellulära obligata parasiter som förökar sig inuti bakteriecellen genom att använda sig av några eller alla värdenzymer.
• Bakteriofager har en mycket hög signifikant mekanism för att leverera sitt genom till bakteriecellen. Därför kan den användas som en kloningsvektor för att leverera större DNA-segment.
• Det mesta av bakteriofagens genom är icke-essentiellt och kan ersättas med främmande DNA.
• Med bakteriofag som vektor kan ett DNA-fragment med en storlek på upp till 20 kb transformeras.

Bakteriella artificiella kromosomer (BACs)

• Bakteriella artificiella kromosomer (BACs) är enkla plasmider som är utformade för att klona mycket stora DNA-fragment med en storlek på mellan 75 och 300 kb.
• BACs har i princip markörliknande sevärdheter såsom antibiotikaresistensgener och ett mycket stabilt replikationsursprung (ori) som främjar distributionen av plasmid efter bakteriecelldelning och upprätthåller plasmidkopieringsantalet till en eller två per cell.
• BACs används i princip vid sekvensering av organismers genom i genomprojekt (exempel: BACs användes i det mänskliga genomprojektet).
• Sverhundratusen baspars DNA-fragment kan klonas med hjälp av BACs.

Jästkonstgjorda kromosomer (YACs)

• YACs är uttrycksvektorer för jäst.
• En mycket stor del av DNA-fragmenten med storlekar på mellan 100 kb och 3 000 kb kan klonas med hjälp av YACs.
• Mestadels används YACs för kloning av mycket stora DNA-fragment och för fysisk kartläggning av komplexa genomer.
• YACs har en fördel jämfört med BACs när det gäller att uttrycka eukaryota proteiner som kräver posttranslationsmodifieringar.
• Men YACs är kända för att ge chimäriska effekter som gör dem mindre stabila jämfört med BACs.

Humana artificiella kromosomer (HACs)

• Humana artificiella kromosomer (HACs) eller däggdjursartificiella kromosomer (MACs) är fortfarande under utveckling.
• HACs är mikrokromosomer som kan fungera som en ny kromosom i en population av mänskliga celler.
• HACs varierar i storlek från 6 till 10 Mb som bär nya gener som införts av mänskliga forskare.
• HACs kan användas som vektorer för överföring av nya gener, studier av deras uttryck och däggdjurens kromosomala funktion kan också belysas med hjälp av dessa mikrokrosomer i däggdjursystem.

Andra typer av vektorer

Alla vektorer kan användas för kloning och är därför kloningsvektorer, men det finns också vektorer som är utformade speciellt för kloning, medan andra kan vara utformade specifikt för andra syften, t.ex. transkription och proteinuttryck.

Expressionsvektorer

Vektorer som är utformade speciellt för att uttrycka transgenen i målcellen kallas expressionsvektorer och har i allmänhet en promotorsekvens som driver uttrycket av transgenen. Expressionsvektorer producerar proteiner genom transkription av vektorns insert följt av översättning av det producerade mRNA:et.

Transkriptionsvektorer

Enklare vektorer som kallas transkriptionsvektorer kan endast transkriberas men inte översättas: de kan replikeras i en målcell men inte uttryckas, till skillnad från expressionsvektorer. Transkriptionsvektorer används för att förstärka sin insättning.

Användningsområden för vektorer

Vektorer har utvecklats och anpassats för ett brett spektrum av användningsområden. Två primära användningsområden är:

(1) att isolera, identifiera och arkivera fragment av ett större genom

(2) att selektivt uttrycka proteiner som kodas av specifika gener.

Vektorer var de första DNA-verktygen som användes inom genteknik, och fortsätter att vara hörnstenar i tekniken.