Differenza tra vettore di clonazione ed espressione

Differenza principale - vettore di clonazione contro il vettore di espressione

Vettore di clonazione e vettore di espressione sono due tipi di vettori, utilizzati nella tecnologia del DNA ricombinante per trasportare segmenti di DNA estranei in una cellula bersaglio. Entrambi i vettori di clonazione e espressione comprendono l'origine della replicazione, i siti di restrizione unici e il gene marcatore selezionabile nelle loro sequenze di vettori. Entrambi i vettori di clonazione e espressione sono auto-replicativi a causa della presenza di un'origine di replicazione. I vettori di clonazione possono essere plasmidi, cosmidi o batteriofagi. Il differenza principale tra il vettore di clonazione e il vettore di espressione è quello il vettore di clonazione viene utilizzato per trasportare segmenti di DNA estranei in una cellula ospite, mentre il vettore di espressione è un tipo di vettore di clonazione, che contiene segnali di espressione adatti con espressione genica massimale.

Aree chiave coperte

1. Che cos'è un vettore di clonazione
      - Definizione, tipi, usi
2. Cos'è un vettore di espressioni
      - Definizione, tipi, usi
3. Quali sono le somiglianze tra il vettore di clonazione e il vettore di espressione
      - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Quali sono le differenze tra Cloning Vector e Expression Vector
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: batteriofagi, vettore di clonazione, cosmesi, DNA, tecnologia del DNA, costrutto di espressione, vettore di espressione, origine della replicazione, regione promotore, RNA ricombinante, plasmidi, siti di restrizione, marcatore selezionabile

Che cos'è un vettore di clonazione

I vettori di clonazione servono come molecole di DNA portanti. Tutti i vettori di clonazione hanno quattro caratteristiche speciali:

Sono auto-replicativi insieme al segmento di DNA estraneo che portano
Contengono diversi siti di restrizione, che sono presenti solo una volta nel vettore
Portano un marcatore selezionabile, tipicamente sotto forma di geni di resistenza agli antibiotici, che sono assenti nel genoma ospite
Sono relativamente facili da recuperare dalla cellula ospite.

Ci sono molte scelte di classici vettori di clonazione come plasmidi, fagi e cosmidi a seconda dello scopo. La scelta di un vettore di clonazione dipende dalla dimensione dell'inserto e dell'applicazione.

I plasmidi

I plasmidi sono molecole di DNA a doppio filamento naturali, extracromosomiche, che sono in grado di replicarsi autonomamente all'interno delle cellule batteriche. Il limite di dimensione dell'inserto nei plasmidi è 10 kb. I plasmidi sono usati come vettori di clonaggio in subclonazione e manipolazione a valle, clonazione di cDNA e saggi di espressione. Il pBR322 è uno dei primi plasmidi geneticamente modificati da utilizzare nelle tecnologie del DNA ricombinante. Il plasmide pBR322 è mostrato in Figura 1.

Figura 1: pBR322

I fagi

I fagi sono derivati dal lambda del batteriofago in cui il cos il sito del lambda di batteriofagi consente di essere confezionato in una testa di fago. La replicazione del DNA vettoriale all'interno della cellula ospite finirà per causare la lisi cellulare. La dimensione dell'inserto che può essere inserita in un vettore fago è 5-12 kb. I vettori di fago sono utilizzati nella clonazione del DNA genomico, nella clonazione di cDNA e nelle librerie di espressione.

cosmidi

I cosmidi sono una specie di plasmidi che contengono cos sito di lambda batteriofago. Il cos il sito del lambda di batteriofagi consente di essere confezionato in una testa di fago. Sebbene sia un plasmide, la replicazione dei cosmidi all'interno della cellula ospite potrebbe non lisare la cellula come nei vettori dei fagi. La dimensione dell'inserto che può essere clonato in un vettore cosmico è 35-45 kb. I vettori cosmici sono usati nelle costruzioni di biblioteche genomiche.

Poiché i geni dei mammiferi hanno spesso dimensioni superiori a 100 kb, la sequenza genetica completa non può essere clonata con i classici vettori di clonazione. Questo problema viene aggirato imitando le proprietà dei cromosomi delle cellule ospiti in vettori. Questo tipo di vettori è chiamato vettori cromosomici artificiali. BAC (vettori di cromosoma artificiale batterico), YAC (vettori di cromosoma artificiale di lievito) e MAC (vettori di cromosoma artificiale di mammifero) sono tipi di vettori cromosomici artificiali.

BAC

Si basano i vettori di cromosoma artificiale batterico Escherichia coli F fattore plasmide. La dimensione dell'inserto che può essere clonata in un vettore BAC è 75-300 kb. I vettori BAC sono utilizzati nell'analisi di genomi di grandi dimensioni.

YACs

Si basano i vettori del cromosoma artificiale del lievito Saccharomyces cerevisiae centromero, telomero e altre sequenze che replicano autonomamente. La dimensione dell'inserto che può essere clonata in un vettore YAC è 100-1 Mb. I vettori YAC sono utilizzati nell'analisi di genomi di grandi dimensioni.

MAC

I vettori dei cromosomi artificiali dei mammiferi si basano sul centromero dei mammiferi, sul telomero e sull'origine della replicazione. La dimensione dell'inserto in MAC è da 100 kb a 1 Mb. I MAC sono utilizzati nelle biotecnologie animali e nella terapia genica umana.

Cos'è un vettore di espressioni

Vettori di espressione, indicati anche come espressione costruttiva, sono un tipo di plasmidi. Un gene speciale viene introdotto in una cellula ospite mediante vettori di espressione in cui l'espressione del gene trasformato è facilitata dal vettore di espressione con l'uso di macchinari cellulari-trascrizionali e traslazionali. Un vettore di espressione comprende sequenze regolatrici come esaltatori e regioni del promotore, che portano a un'espressione genica efficiente. Dopo l'espressione di una particolare proteina come l'insulina all'interno di una cellula ospite, il prodotto deve essere purificato dalle proteine della cellula ospite. Per questo motivo, la proteina introdotta viene marcata con istidina (la sua etichetta) o qualsiasi altra proteina. Per ottenere un'espressione efficiente del gene introdotto all'interno di una cellula ospite, i seguenti segnali di espressione dovrebbero essere introdotti in un vettore di espressione.

Inserimento di un forte promotore.
Inserimento di un codone di terminazione forte.
Notevole distanza tra la regione del promotore e il gene clonato.
Inserimento di una sequenza di iniziazione della trascrizione.
Inserimento di una sequenza di iniziazione di traduzione.

Figura 2: pGEX-3X

Somiglianze tra il vettore di clonazione e il vettore di espressione

Entrambi i vettori di clonazione e espressione vengono utilizzati per introdurre segmenti di DNA estranei in una cellula bersaglio nota come cellula ospite.

Sia i vettori di clonazione che i vettori di espressione condividono caratteristiche comuni come l'origine della replicazione, i siti di restrizione unici e il gene marcatore selezionabile nella loro sequenza vettoriale.

Sia i vettori di clonazione che i vettori di espressione sono in grado di replicarsi indipendentemente all'interno della cellula ospite.

Differenza tra vettore di clonazione ed espressione

Definizione

Vettore di clonazione: Il vettore di clonazione è un piccolo pezzo di DNA che può essere mantenuto stabilmente all'interno di una cellula ospite. È usato per introdurre i geni nelle cellule mentre si ottengono numerose copie dell'inserto.

Vettore di espressione: Il vettore di espressione è un plasmide che viene utilizzato per introdurre un gene specifico in una cellula bersaglio e per comandare i meccanismi cellulari per produrre il prodotto genico rilevante.

Ruolo

Vettore di clonazione: I vettori di clonaggio vengono utilizzati per ottenere numerose copie del segmento di DNA inserito.

Vettore di espressione: I vettori di espressione vengono utilizzati per ottenere il prodotto genico del segmento di DNA inserito, una proteina o un RNA.

tipi

Vettore di clonazione: I vettori di clonazione possono essere plasmidi, cosmidi, fagi, BAC, YAC o MAC.

Vettore di espressione: Il vettore di espressione è un vettore plasmidico.

Funzionalità del vettore

Vettore di clonazione: I vettori di clonazione comprendono un'origine di replicazione, siti di restrizione unici e un marcatore selezionabile.

Vettore di espressione: Il vettore di espressione comprende enhancers, regione del promotore, codone di terminazione, sequenza di inizio della trascrizione e sequenza di inizio della traduzione nel vettore, oltre alle caratteristiche tipiche di un vettore di clonazione.

Conclusione

Vettori di clonazione e vettori di espressione sono facilmente utilizzabili nella tecnologia del DNA ricombinante al fine di introdurre segmenti di DNA estranei nelle cellule bersaglio. Sia i vettori di clonazione che i vettori di espressione sono in grado di replicarsi da soli all'interno della cellula ospite. I vettori di clonazione sono tipicamente usati per introdurre geni estranei nelle cellule bersaglio mentre ottengono numerose copie del gene introdotto. I vettori di espressione vengono utilizzati per ottenere il prodotto genico, una proteina o un RNA del gene introdotto all'interno della cellula ospite. La maggior parte delle proteine ricombinanti come l'insulina è prodotta dall'uso di vettori di espressione. La principale differenza tra il vettore di clonazione e il vettore di espressione è l'applicazione di ciascun vettore nella tecnologia del DNA ricombinante.

Riferimento:

1. "Vettori di clonazione". Clonazione e analisi molecolare dei geni. N., n. Web. Disponibile qui. 18 giugno 2017.
2. "Vettori navetta e vettori di espressione". Senza limiti. Sconfinato, 26 maggio 2016. Web. Disponibile qui. 18 giugno 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "PBR322" di Ayacop (+ Yikrazuul) - Opera propria (di pubblico dominio) via Commons Wikimedia
2. "Vettore di clonazione PGEX-3X" di Magnus Manske - Creato da Magnus Manske (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

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