Clonagem de genes e vetores

Quando os geneticistas usam pequenos pedaços de DNA para clonar um gene e criar um organismo geneticamente modificado (OGM), esse DNA é chamado de vetor.

Na clonagem molecular, o vetor é uma molécula de DNA que serve como transportadora para a transferência ou inserção de genes estranhos em outra célula, onde pode ser replicada e / ou expressa. Os vetores estão entre os ferramentas essenciais para a clonagem de genes e são mais úteis se eles também codificam algum tipo de gene marcador que codifica uma molécula bioindicadora que pode ser medido em uma avaliação biológica para garantir sua inserção e expressão no hospedeiro organismo.

Especificamente, um vetor de clonagem é o DNA retirado de um vírus, plasmídeo ou célula (de organismos superiores) a ser inserido com um fragmento de DNA estranho para fins de clonagem. Uma vez que o vetor de clonagem pode ser mantido de forma estável em um organismo, o vetor também contém características que permitem a inserção ou remoção conveniente de DNA. Após ser clonado em um vetor de clonagem, o fragmento de DNA pode ser subclonado em outro vetor que pode ser usado com ainda mais especificidade.

Em alguns casos, os vírus são usados ​​para infectar bactérias. Esses vírus são chamados bacteriófagos, ou fago, para abreviar. Os retrovírus são excelentes vetores para a introdução de genes nas células animais. Os plasmídeos, que são pedaços circulares de DNA, são os vetores mais comumente usados ​​para introduzir DNA estranho nas células bacterianas. Eles geralmente carregam genes de resistência a antibióticos que podem ser usados ​​para testar a expressão do DNA do plasmídeo, em placas de Petri antibióticas.

A transferência de genes para as células vegetais é comumente realizada usando a bactéria do solo Agrobacterium tumefaciens, que atua como um vetor e insere um plasmídeo grande na célula hospedeira. Somente as células que contêm o vetor de clonagem crescerão quando houver antibióticos.

Os seis principais tipos de vetores são:

• Plasmídeo. DNA extracromossômico circular que se replica autonomamente dentro da célula bacteriana. Os plasmídeos geralmente têm um número alto de cópias, como pUC19, que possui um número de cópias de 500 a 700 cópias por célula.
• Fago. Moléculas de DNA linear derivadas do bacteriófago lambda. Pode ser substituído por DNA estranho sem interromper seu ciclo de vida.
• Cosmídeos. Outra molécula de DNA extracromossômico circular que combina características de plasmídeos e fagos.
• Cromossomos artificiais bacterianos. Baseado em plasmídeos bacterianos mini-F.
• Cromossomos artificiais de levedura. Este é um cromossomo artificial que contém telômeros (tampões descartáveis ​​nas extremidades dos cromossomos que são cortados durante a divisão celular) com origens da replicação, um centrômero de levedura (parte de um cromossomo que liga as cromátides irmãs ou uma díade) e um marcador selecionável para identificação em leveduras células.
• Cromossomo Artificial Humano. Este tipo de vetor é potencialmente útil para a entrega de genes em células humanas e uma ferramenta para estudos de expressão e determinação da função cromossômica humana. Pode transportar um fragmento de DNA muito grande.

Todos os vetores manipulados têm uma origem de replicação (um replicador), um local de clonagem (localizado onde a inserção de DNA estranho não interrompe a replicação ou inativação de marcadores essenciais) e um marcador selecionável (geralmente um gene que fornece resistência a um antibiótico.)