Hlavný rozdiel - klonovací vektor vs. expresný vektor

Klonovací vektor a expresný vektor sú dva typy vektorov, ktoré sa používajú v technológii rekombinantnej DNA na prenos cudzích segmentov DNA do cieľovej bunky. Klonovacie aj expresné vektory obsahujú vo svojich vektorových sekvenciách pôvod replikácie, jedinečné reštrikčné miesta a selektovateľný markerový gén. Klonovacie aj expresné vektory sa replikujú samy kvôli prítomnosti pôvodu replikácie. Klonovacie vektory môžu byť buď plazmidy, kozmidy alebo bakteriofágy. The hlavný rozdiel medzi klonovacím vektorom a expresným vektorom je to klonovací vektor sa používa na prenos cudzích segmentov DNA do hostiteľskej bunky, zatiaľ čo expresný vektor je typ klonovacieho vektora, ktorý obsahuje vhodné expresné signály s maximálnou génovou expresiou.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je to klonovací vektor - Definícia, typy, použitia 2. Čo je to expresný vektor - Definícia, typy, použitia 3. Aké sú podobnosti medzi klonovacím vektorom a expresným vektorom - Náčrt bežných funkcií 4. Aké sú rozdiely medzi klonovacím vektorom a expresným vektorom - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: bakteriofágy, klonovací vektor, kozmidy, DNA, technológia DNA, expresný konštrukt, expresný vektor, pôvod replikácie, promótorová oblasť, rekombinantná RNA, plazmidy, reštrikčné miesta, voliteľný marker

Čo je to klonovací vektor

Klonovacie vektory slúžia ako nosné molekuly DNA. Všetky klonovacie vektory majú štyri špeciálne vlastnosti:

V závislosti od účelu je k dispozícii mnoho možností klasických klonovacích vektorov, ako sú plazmidy, fágy a kozmidy. Voľba klonovacieho vektora závisí od veľkosti inzertu a aplikácie.

Plazmidy

Plazmidy sú prirodzene sa vyskytujúce, extrachromozomálne, dvojvláknové molekuly DNA, ktoré sú schopné autonómnej replikácie vo vnútri bakteriálnych buniek. Limit veľkosti inzertu v plazmidoch je 10 kb. Plazmidy sa používajú ako klonovacie vektory pri subklonovaní a downstream manipulácii, klonovaní cDNA a expresných testoch. PBR322 je jedným z prvých plazmidov geneticky upravených na použitie v technológiách rekombinantnej DNA. Plazmid pBR322 je znázornený na obrázku 1.

Obrázok 1: pBR322

Fágy

Fágy sú odvodené z bakteriofága lambda, v ktorom miesto cos bakteriofága lambda umožňuje jeho zabalenie do fágovej hlavy. Replikácia vektorovej DNA vo vnútri hostiteľskej bunky nakoniec spôsobí lýzu buniek. Veľkosť inzertu, ktorý je možné vložiť do fágového vektora, je 5 až 12 kb. Fágové vektory sa používajú v klonovaní genómovej DNA, klonovaní cDNA a expresných knižniciach.

Kozmidy

Kozmidy sú druh plazmidov obsahujúcich miesto cos bakteriofága lambda. Miesto cos bakteriofága lambda umožňuje jeho zabalenie do fágovej hlavy. Aj keď ide o plazmid, replikácia kozmidov vo vnútri hostiteľskej bunky nemusí bunku lyžovať ako vo fágových vektoroch. Veľkosť inzertu, ktorý je možné klonovať do kozmidového vektora, je 35 až 45 kb. Kozmidové vektory sa používajú v konštrukciách genómovej knižnice.

Pretože cicavčie gény majú často veľkosť väčšiu ako 100 kb, úplnú génovú sekvenciu nie je možné klonovať klasickými klonovacími vektormi. Tento problém sa obchádza napodobením vlastností chromozómov hostiteľskej bunky do vektorov. Tento typ vektorov sa nazýva umelé chromozómové vektory. BAC (bakteriálne vektory s umelými chromozómami), YAC (vektory s umelými chromozómami z kvasiniek) a MAC (vektory s umelými chromozómami cicavcov) sú typmi umelých chromozómových vektorov.

BAC

Bakteriálne vektory s umelými chromozómami sú založené na plazmide F faktora Escherichia coli. Veľkosť inzertu, ktorý je možné klonovať do BAC vektora, je 75 až 300 kb. Vektory BAC sa používajú na analýzu veľkých genómov.

YAC

Vektory kvasinkových umelých chromozómov sú založené na centromére, telomerách a iných autonómne sa replikujúcich sekvenciách Saccharomyces cerevisiae. Veľkosť inzertu, ktorý je možné klonovať do vektora YAC, je 100 až 1 Mb. Vektory YAC sa používajú na analýzu veľkých genómov.

MAC

Vektory umelých chromozómov cicavcov sú založené na cicavčej centromere, telomerách a pôvode replikácie. Veľkosť vložky v MAC je 100 kb až 1 Mb. MAC sa používajú v biotechnológii zvierat a humánnej génovej terapii.

Čo je to expresný vektor

Expresné vektory, tiež označované ako expresný konštrukt, sú typom plazmidov. Špecifický gén sa zavedie do hostiteľskej bunky expresnými vektormi, kde expresiu transformovaného génu uľahčuje expresný vektor s použitím bunkovo-transkripčného a translačného mechanizmu. Expresný vektor obsahuje regulačné sekvencie, ako sú zosilňovače a promótorové oblasti, ktoré vedú k účinnej génovej expresii. Po expresii konkrétneho proteínu, ako je inzulín, v hostiteľskej bunke by mal byť produkt purifikovaný z proteínov hostiteľskej bunky. Z tohto dôvodu je zavedený proteín buď označený histidínom (His tag) alebo akýmkoľvek iným proteínom. Aby sa získala účinná expresia zavedeného génu vo vnútri hostiteľskej bunky, do expresného vektora by sa mali zaviesť nasledujúce expresné signály.

Obrázok 2: pGEX-3X

Podobnosti medzi klonovacím vektorom a expresným vektorom

Rozdiel medzi klonovacím vektorom a expresným vektorom

Definícia

Klonovací vektor: Klonovací vektor je malý kúsok DNA, ktorý je možné stabilne udržiavať v hostiteľskej bunke. Používa sa na zavedenie génov do buniek pri získavaní početných kópií inzertu.

Vektor výrazu: Expresný vektor je plazmid, ktorý sa používa na zavedenie špecifického génu do cieľovej bunky a mechanizmu veliteľskej bunky na produkciu príslušného génového produktu.

Úloha

Klonovací vektor: Klonovacie vektory sa používajú na získanie mnohých kópií vloženého segmentu DNA.

Vektor výrazu: Expresné vektory sa používajú na získanie génového produktu vloženého segmentu DNA, buď proteínu alebo RNA.

Druhy

Klonovací vektor: Klonovacie vektory môžu byť plazmidy, kozmidy, fágy, BAC, YAC alebo MAC.

Vektor výrazu: Expresný vektor je plazmidový vektor.

Vlastnosti vektora

Klonovací vektor: Klonovacie vektory obsahujú počiatok replikácie, jedinečné reštrikčné miesta a selektovateľný marker.

Vektor výrazu: Expresný vektor okrem typických vlastností klonovacieho vektora obsahuje zosilňovače, promótorovú oblasť, terminačný kodón, sekvenciu inicializujúcu transkripciu a sekvenciu inicializujúcu transláciu vo vektore.

Záver

Klonovacie vektory a expresné vektory sa ľahko používajú v technológii rekombinantnej DNA na zavedenie cudzích segmentov DNA do cieľových buniek. Klonovacie vektory aj expresné vektory sú schopné sa samy replikovať v hostiteľskej bunke. Klonovacie vektory sa typicky používajú na zavedenie cudzích génov do cieľových buniek, pričom sa dosiahne početná kópia zavedeného génu. Na získanie génového produktu, buď proteínu alebo RNA zavedeného génu vo vnútri hostiteľskej bunky, sa použijú expresné vektory. Väčšina rekombinantných proteínov, ako je inzulín, sa produkuje použitím expresných vektorov. Hlavným rozdielom medzi klonovacím vektorom a expresným vektorom je aplikácia každého vektora v technológii rekombinantnej DNA.

Referencia:

1. „Klonovanie vektorov“. Klonovanie a molekulárna analýza génov. N.p., n.d. Web. K dispozícii tu. 18. júna 2017. 2. „Kyvadlové vektory a expresné vektory“. Bez hraníc. Bez hraníc, 26. mája 2016. Web. K dispozícii tu. 18. júna 2017.

Obrázok so súhlasom:

1. „PBR322“ od Ayacop (+ Yikrazuul) - vlastná práca (verejná doména) prostredníctvom Commons Wikimedia2. „Klonovací vektor PGEX-3X“ od Magnusa Manskeho-vytvoril Magnus Manske (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia