Biologia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Biologia > Genetyka > Genetyka molekularna 
  Indeks
Genetyka
Historia odkryć . . .
Podstawy genetyki
Genetyka molekularna
Klonowanie genów
Banki genów
Banki cDNA
Wektory . . .
Sekwencjonowanie . .
Struktura genu i . . .
Wielkość genomu
Specjalistyczne . . .
Czynniki . . .
Geny i ewolucja
Świat wirusów i . . .
Inżynieria genetyczna
Słowniczek
  Źródło
Wybrane fragmenty pochodzą z książki
Język genów autorstwa Paul'a Berg'a i Maxine Singer


  Wektory – narzędzia klonowania
 
Układy gospodarz–wektor
 
K
lonowanie odcinków DNA, włączając w to geny oraz cDNA, najwygodniej przeprowadzić w E. coli stosując plazmidy i wektory fagowe, które mogą powielać się w komórkach bakteryjnych. Dalsze manipulacje często wymagają wektorów, które potrafią przenieść sklonowany fragment do komórek eukariotycznych. Celem takich doświadczeń może być na przykład zbadanie mechanizmów ekspresji genów w komórce eukariotycznej. Opracowano różne wektory, których można używać w komórkach roślin, zwierząt i drożdży. Często wykorzystują one sekwencje DNA pochodzące z genomów wirusów infekujących komórki eukariotyczne. Każdy z małych genomów pozachromosomowych – bakteriofaga, plazmidu czy wirusa eukariontów – występuje w przyrodzie w określonych gatunkach i replikuje się tylko w komórkach swego naturalnego gospodarza lub w komórkach blisko z nim spokrewnionych gatunków. Tak więc podstawowym narzędziem klonowania molekularnego jest zawsze układ dwuskładnikowy: komórka gospodarza i stosowny wektor. Konstruując wektory odpowiednie do różnych sytuacji eksperymentalnych, wiele naturalnie występujących plazmidów, fagów oraz genomów wirusowych poważnie zmieniono, korzystając z technik rekombinacji DNA. Dwa typy wektorów są szczególnie godne uwagi.
Wektor wahadłowy używany w E. coli i drożdżach
       Wektory wahadłowe są tak skonstruowane, by mogły powielać się w komórkach dwóch różnych gatunków. Na przykład wektor wahadłowy drożdże–E. coli zawiera dwa miejsca startu replikacji, jedno z nich uruchamiane jest w eukariotycznych komórkach drożdży, drugie zaś w prokariotycznych komórkach E. coli. Wektory takie zawierają też jeden lub więcej genów oporności na antybiotyki. Można łatwo sklonować gen drożdżowy – dzięki prostocie technik klonowania w E. coli – a następnie, po wyizolowaniu zrekombinowanego DNA wektora, wprowadzić go do komórek drożdży w celu badania ekspresji tego genu.
       Druga niezwykle istotna klasa wektorów to tak zwane wektory ekspresyjne, które pozwalają na ekspresję sklonowanego genu, tzn. na jego transkrypcję i translację. Wektory ekspresyjne są bardzo użyteczne do przeszukiwania bibliotek, gdy brak odpowiedniej sondy DNA lub RNA. Wektory ekspresyjne mogą wytwarzać w komórkach znaczne ilości polipeptydu kodowanego przez obcy gen. Jest to bardzo ważne zwłaszcza wtedy, gdy dzięki klonowaniu otrzymuje się polipeptyd potrzebny jako czynnik terapeutyczny lub szczepionka, bądź też niezbędny do badań naukowych lub w przemyśle. Produkcja takich białek była jednym z najwcześniejszych celów badań nad rekombinacją DNA i jest jednym z głównych nurtów poszukiwań prowadzonych w ramach intensywnie rozwijającego się przemysłu biotechnologicznego.
Główne cechy wektora ekspresyjnego zawierającego sekwencję kodującą hormon wzrostu mRNA
       Ludzki hormon wzrostu jest dobrym przykładem takiego białka, ważnego z terapeutycznego punktu widzenia, którego produkcja była kiedyś trudna i kosztowna. Hormon ten trzeba było izolować z przysadek mózgowych zmarłych ludzi. Nigdy nie wystarczało go dla wszystkich osób leczących się z powodu karłowatości. Sklonowanie genu kodującego ten hormon oraz jego cDNA umożliwiło wprowadzenie sekwencji kodujących go do wektora zawierającego promotor aktywny w E. coli. W tym przypadku sekwencję kodującą hormon wzrostu wstawiono do wektora w sąsiedztwie dobrze znanego promotora genu β-galaktozydazy. Po wprowadzeniu do komórek E. coli zrekombinowanego DNA wektora powiela się on, dając komórki z dużą liczbą cząsteczek wektora. W każdej z nich gen ludzkiego hormonu wzrostu może ulec ekspresji. Jeśli takim komórkom pozwoli się rosnąć i dzielić, tworzą one ogromną populację, w której każda komórka produkuje ludzki hormon wzrostu. E. coli można hodować w zbiornikach przemysłowych zawierających tysiące litrów zawiesiny, której stężenie wynosi około miliarda komórek na mililitr (czyli biliona komórek na litr) – znajdują się w nich tryliony komórek produkujących ludzkie białko. W rezultacie ludzki hormon wzrostu stał się stosunkowo tani i jest dostępny wszystkim, którzy go potrzebują. Podobne techniki umożliwiają syntezę dużych ilości białek pochodzących z różnych gatunków w komórkach E. coli, drożdży, a nawet w komórkach zwierzęcych hodowanych w specjalnych warunkach laboratoryjnych. Metody te dostarczyły wiele nowych leków: tkankowy aktywator plazminogenu wykorzystywany w leczeniu zawału serca, erytropoetynę stosowaną w leczeniu niedokrwistości, interferony przeciwko nowotworom i zakażeniom wątroby, ludzką insulinę dla diabetyków oraz różne czynniki wzrostu stymulujące powstawanie komórek krwi. A wiele innych jest w trakcie opracowań!
góra strony
poprzedni esej następny esej
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach