Última actualización el 4 de febrero de 2021 por Sagar Aryal

• Los vectores genéticos son vehículos para la entrega de ADN extraño en células receptoras.
• En la clonación molecular, un vector es una molécula de ADN utilizada como vehículo para transportar artificialmente material genético extraño a otra célula, donde puede replicarse y/o expresarse.
• Los vectores pueden replicarse de forma autónoma y suelen incluir características para facilitar la manipulación del ADN, así como un marcador genético para su reconocimiento selectivo.
• Los diferentes tipos de vectores disponibles para la clonación son los plásmidos, los bacteriófagos, los cromosomas artificiales bacterianos (BAC), los cromosomas artificiales de levadura (YAC) y los cromosomas artificiales de mamífero (MAC).
• Los vectores de clonación están limitados al tamaño del inserto que pueden transportar. Dependiendo del tamaño y de la aplicación del inserto se selecciona el vector adecuado para un propósito concreto.

Características esenciales de los vectores de clonación

Independientemente de la selección de un vector, todos los vectores son moléculas de ADN portadoras. Estas moléculas portadoras deben tener algunas características comunes en general como:

• Debe ser autorreplicante dentro de la célula huésped.
• Debe poseer un sitio de restricción único para las enzimas RE.
• La introducción del fragmento de ADN donante no debe interferir con la propiedad de replicación del vector.
• Debe poseer algún gen marcador que pueda utilizarse para la posterior identificación de la célula recombinante (normalmente un gen de resistencia a los antibióticos que esté ausente en la célula huésped).
• Deben poder aislarse fácilmente de la célula huésped.

Los plásmidos

• Los plásmidos son elementos replicantes de ADN de doble cadena circular extracromosómica presentes en las células bacterianas.
• Los plásmidos tienen un tamaño que oscila entre 5,0 kb y 400 kb.
• Los plásmidos se insertan en llamadas bacterianas mediante un proceso denominado transformación.
• Los plásmidos pueden albergar un tamaño de inserción de hasta 10 kb de fragmento de ADN.
• Generalmente, los vectores plasmídicos llevan un gen marcador que, en su mayoría, es un gen de resistencia a los antibióticos; de este modo, cualquier célula que contenga el plásmido crecerá en presencia del correspondiente antibiótico seleccionable suministrado en el medio.

Bacteriófagos

• Los virus que infectan a las bacterias se denominan bacteriófagos. Se trata de parásitos intracelulares obligados que se multiplican dentro de la célula bacteriana haciendo uso de algunas o todas las enzimas del huésped.
• Los bacteriófagos tienen un mecanismo muy significativo para introducir su genoma en la célula bacteriana. Por lo tanto, puede utilizarse como vector de clonación para entregar segmentos de ADN más grandes.
• La mayor parte del genoma del bacteriófago no es esencial y puede sustituirse por ADN extraño.
• Usando el bacteriófago como vector, puede transformarse un fragmento de ADN de hasta 20 kb.

Cromosomas artificiales bacterianos (BACs)

• Los cromosomas artificiales bacterianos (BACs) son plásmidos simples que están diseñados para clonar fragmentos de ADN muy grandes que varían en tamaño de 75 a 300 kb.
• Los BACs tienen básicamente puntos de mira como los genes de resistencia a los antibióticos y un origen de replicación (ori) muy estable que promueve la distribución del plásmido tras la división de la célula bacteriana y mantiene el número de copias del plásmido a una o dos por célula.
• Los BAC se utilizan básicamente en la secuenciación del genoma de los organismos en proyectos genómicos (ejemplo: los BAC se utilizaron en el proyecto del genoma humano).
• Se pueden clonar fragmentos de ADN de varios cientos de miles de pares de bases utilizando los BAC.

Cromosomas artificiales de levadura (YACs)

• Los YACs son vectores de expresión de la levadura.
• Unos fragmentos de ADN muy grandes cuyos tamaños oscilan entre 100 kb y 3000 kb pueden ser clonados utilizando los YACs.
• Los YACs se utilizan principalmente para clonar fragmentos de ADN muy grandes y para el mapeo físico de genomas complejos.
• Los YACs tienen una ventaja sobre los BACs en la expresión de proteínas eucariotas que requieren modificaciones postraduccionales.
• Pero, se sabe que los YACs producen efectos quiméricos que los hacen menos estables en comparación con los BACs.

Cromosomas artificiales humanos (HACs)

• Los cromosomas artificiales humanos (HACs) o los cromosomas artificiales de mamíferos (MACs) están todavía en desarrollo.
• Los HACs son microcromosomas que pueden actuar como un nuevo cromosoma en una población de células humanas.
• Los HACs tienen un tamaño de 6 a 10 Mb que llevan nuevos genes introducidos por investigadores humanos.
• Los HACs pueden ser utilizados como vectores en la transferencia de nuevos genes, estudiando su expresión y la función cromosómica de los mamíferos también puede ser dilucidada utilizando estos microcrosomas en el sistema de los mamíferos.

Otros tipos de vectores

Todos los vectores pueden utilizarse para la clonación y, por tanto, son vectores de clonación, pero también hay vectores diseñados especialmente para la clonación, mientras que otros pueden diseñarse específicamente para otros fines, como la transcripción y la expresión de proteínas.

Vectores de expresión

Los vectores diseñados específicamente para la expresión del transgén en la célula diana se denominan vectores de expresión, y generalmente tienen una secuencia promotora que dirige la expresión del transgén. Los vectores de expresión producen proteínas a través de la transcripción del inserto del vector seguida de la traducción del ARNm producido.

Vectores de transcripción

Los vectores más simples llamados vectores de transcripción sólo son capaces de ser transcritos pero no traducidos: pueden ser replicados en una célula diana pero no expresados, a diferencia de los vectores de expresión. Los vectores de transcripción se utilizan para amplificar su inserto.

Usos de los vectores

Los vectores se han desarrollado y adaptado para una amplia gama de usos. Dos usos principales son:

(1) aislar, identificar y archivar fragmentos de un genoma mayor

(2) expresar selectivamente proteínas codificadas por genes específicos.

Los vectores fueron las primeras herramientas de ADN utilizadas en ingeniería genética, y siguen siendo piedras angulares de la tecnología.