Основное отличие - вектор клонирования против вектора экспрессии

Вектор клонирования и вектор экспрессии - это два типа векторов, используемых в технологии рекомбинантной ДНК для переноса сегментов чужеродной ДНК в клетку-мишень. Как векторы клонирования, так и векторы экспрессии включают источник репликации, уникальные сайты рестрикции и ген селектируемого маркера в своих векторных последовательностях. Векторы клонирования и экспрессии являются саморепликативными из-за наличия ориджина репликации. Клонирующие векторы могут быть плазмидами, космидами или бактериофагами. В главное отличие между вектором клонирования и вектором экспрессии заключается в том, что вектор клонирования используется для переноса сегментов чужеродной ДНК в клетку-хозяина, тогда как вектор экспрессии представляет собой тип вектора клонирования, который содержит подходящие сигналы экспрессии с максимальной экспрессией гена.

Ключевые области покрыты

1. Что такое клонирующий вектор - Определение, типы, использование 2. Что такое вектор выражения - Определение, типы, использование 3. В чем сходство между вектором клонирования и вектором экспрессии - Обзор общих функций 4. В чем разница между вектором клонирования и вектором экспрессии - Сравнение основных различий

Ключевые термины: бактериофаги, вектор клонирования, космиды, ДНК, технология ДНК, конструкция экспрессии, вектор экспрессии, происхождение репликации, область промотора, рекомбинантная РНК, плазмиды, сайты рестрикции, селективный маркер.

Что такое клонирующий вектор

Клонирующие векторы служат молекулами-носителями ДНК. Все клонирующие векторы обладают четырьмя особенностями:

Существует множество вариантов классических векторов клонирования, таких как плазмиды, фаги и космиды, в зависимости от цели. Выбор вектора клонирования зависит от размера вставки и приложения.

Плазмиды

Плазмиды представляют собой природные внехромосомные двухцепочечные молекулы ДНК, которые способны автономно реплицироваться внутри бактериальных клеток. Предельный размер вставки в плазмидах составляет 10 т.п.н. Плазмиды используются в качестве векторов клонирования при субклонировании и последующих манипуляциях, анализах клонирования кДНК и экспрессии. PBR322 - одна из первых плазмид, созданных с помощью генной инженерии для использования в технологиях рекомбинантной ДНК. Плазмида pBR322 показана на рисунке 1.

Рисунок 1: pBR322

Фаги

Фаги происходят из лямбда бактериофага, в котором cos-сайт лямбда бактериофага позволяет упаковывать его в головку фага. Репликация векторной ДНК внутри клетки-хозяина в конечном итоге вызывает лизис клетки. Размер вставки, которую можно вставить в фаговый вектор, составляет 5-12 т.п.н. Фаговые векторы используются в библиотеках клонирования геномной ДНК, клонирования кДНК и экспрессии.

Космиды

Космиды представляют собой разновидность плазмид, содержащих cos сайт лямбда бактериофага. Кос-сайт лямбда бактериофага позволяет упаковывать его в головку фага. Хотя это плазмида, репликация космид внутри клетки-хозяина может не лизировать клетку, как в фаговых векторах. Размер вставки, которую можно клонировать в космидный вектор, составляет 35-45 т.п.н. Космидные векторы используются в конструкциях геномных библиотек.

Поскольку гены млекопитающих часто имеют размер более 100 т.п.н., полную последовательность гена нельзя клонировать с помощью классических векторов клонирования. Эту проблему можно обойти, имитируя свойства хромосом клетки-хозяина в векторах. Этот тип векторов называется искусственными хромосомными векторами. BAC (бактериальные искусственные хромосомные векторы), YAC (дрожжевые искусственные хромосомные векторы) и MAC (искусственные хромосомные векторы млекопитающих) являются типами искусственных хромосомных векторов.

БАК

Бактериальные искусственные хромосомные векторы основаны на плазмиде фактора F. Escherichia coli. Размер вставки, которую можно клонировать в вектор ВАС, составляет 75-300 т.п.н. Векторы ВАС используются при анализе больших геномов.

YAC

Векторы искусственных хромосом дрожжей основаны на центромере, теломере Saccharomyces cerevisiae и других автономно реплицирующихся последовательностях. Размер вставки, которую можно клонировать в вектор YAC, составляет 100-1 Мб. Векторы YAC используются при анализе больших геномов.

MAC

Векторы искусственных хромосом млекопитающих основаны на центромере, теломере и ориджине репликации млекопитающих. Размер вставки в MAC-адресах составляет от 100 кбайт до 1 Мбайт. МАК используются в биотехнологии животных и генной терапии человека.

Что такое вектор выражения

Векторы экспрессии, также называемые конструкция выражения, являются разновидностью плазмид. Специальный ген вводится в клетку-хозяина с помощью векторов экспрессии, где экспрессии трансформированного гена способствует вектор экспрессии с использованием клеточно-транскрипционного и трансляционного аппарата. Вектор экспрессии содержит регуляторные последовательности, такие как энхансеры и промоторные области, которые приводят к эффективной экспрессии генов. После экспрессии определенного белка, такого как инсулин, внутри клетки-хозяина, продукт следует очистить от белков клетки-хозяина. По этой причине введенный белок либо помечен гистидином (His-метка), либо любым другим белком. Чтобы получить эффективную экспрессию введенного гена внутри клетки-хозяина, следующие сигналы экспрессии должны быть введены в вектор экспрессии.

Рисунок 2: pGEX-3X

Сходства между вектором клонирования и вектором экспрессии

Разница между вектором клонирования и вектором экспрессии

Определение

Клонирующий вектор: Клонирующий вектор представляет собой небольшой фрагмент ДНК, который может стабильно сохраняться в клетке-хозяине. Он используется для введения генов в клетки при получении множества копий вставки.

Вектор выражения: Вектор экспрессии представляет собой плазмиду, которая используется для введения определенного гена в клетку-мишень и управления механизмами клетки для производства соответствующего генного продукта.

Роль

Клонирующий вектор: Клонирующие векторы используются для получения многочисленных копий вставленного сегмента ДНК.

Вектор выражения: Векторы экспрессии используются для получения генного продукта встроенного сегмента ДНК, либо белка, либо РНК.

Типы

Клонирующий вектор: Клонирующие векторы могут быть плазмидами, космидами, фагами, ВАС, YAC или MAC.

Вектор выражения: Вектор экспрессии представляет собой плазмидный вектор.

Особенности вектора

Клонирование вектора: Векторы клонирования содержат точку начала репликации, уникальные сайты рестрикции и селективный маркер.

Вектор выражения: Вектор экспрессии включает энхансеры, промоторную область, терминирующий кодон, последовательность инициации транскрипции и последовательность инициации трансляции в векторе в дополнение к типичным характеристикам вектора клонирования.

Заключение

Векторы клонирования и векторы экспрессии легко используются в технологии рекомбинантной ДНК для введения сегментов чужеродной ДНК в клетки-мишени. Как векторы клонирования, так и векторы экспрессии способны реплицироваться сами по себе внутри клетки-хозяина. Векторы клонирования обычно используются для введения чужеродных генов в клетки-мишени при достижении многочисленных копий введенного гена. Векторы экспрессии используются для получения продукта гена, либо белка, либо РНК введенного гена внутри клетки-хозяина. Большинство рекомбинантных белков, таких как инсулин, производится с использованием экспрессионных векторов. Основное различие между вектором клонирования и вектором экспрессии заключается в применении каждого вектора в технологии рекомбинантной ДНК.

Ссылка:

1. «Клонирование векторов». Клонирование и молекулярный анализ генов. N.p., n.d. Интернет. Доступна здесь. 18 июня 2017 г. 2. «Челночные векторы и экспрессионные векторы». Безграничный. Boundless, 26 мая 2016 г. Web. Доступна здесь. 18 июня 2017.

Изображение предоставлено:

1. «PBR322» Аякопа (+ Yikrazuul) - собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia2. «Вектор клонирования PGEX-3X» Магнус Манске - Создано Магнусом Манске (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia