Skillnad mellan kloningsvektor och uttrycksvektor

Huvudskillnad - Kloning Vector vs Expression Vector

Kloningsvektor och expressionsvektor är två typer av vektorer, som används i rekombinant DNA-teknik för att bära främmande DNA-segment i en målcell. Både klonings- och expressionsvektorer innefattar replikationsstart, unika restriktionsställen och selekterbar markörgen i deras vektorsekvenser. Både klonings- och expressionsvektorer är självreplikativa på grund av närvaron av ett replikationsställe. Kloningsvektorer kan vara antingen plasmider, kosmider eller bakteriofager. De huvudskillnad mellan kloningsvektorn och expressionsvektorn är det kloningsvektorn används för att bära främmande DNA-segment i en värdcell, medan expressionsvektor är en typ av en kloningsvektor som innehåller lämpliga expressionssignaler med maximal genuttryck.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är en kloningsvektor
      - Definition, typer, användningar
2. Vad är en uttrycksvektor
      - Definition, typer, användningar
3. Vad är likheterna mellan Cloning Vector och Expression Vector
      - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaderna mellan Cloning Vector och Expression Vector
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Bakteriofager, Kloningvektor, Kosmider, DNA, DNA-teknik, Expressionskonstruktion, Expressionsvektor, Reproduktionsställe, Promoterregion, Rekombinant RNA, Plasmider, Restriktionsställen, Selekterbar markör

Vad är en kloningsvektor

Kloningsvektorer tjänar som bärar-DNA-molekyler. Alla kloningsvektorer har fyra speciella egenskaper: 

• De är självreplikativa tillsammans med det utländska DNA-segmentet de bär
• De innehåller flera restriktionsställen, som endast finns en gång i vektorn
• De bär en selekterbar markör, typiskt i form av antibiotikaresistensgener, vilka är frånvarande i värdgenomet
• De är relativt lätta att återhämta sig från värdcellen.

Det finns många val av klassiska kloningsvektorer som plasmider, fager och kosmider beroende på syftet. Valet av en kloningsvektor beror på storleken på insatsen och appliceringen.

plasmider

Plasmider är naturligt förekommande, extrakromosomala, dubbelsträngade DNA-molekyler, vilka kan autonomt replikera inuti bakterieceller. Stödgränsen för insatsen i plasmider är 10 kb. Plasmider används som kloningsvektorer vid subkloning och nedströms manipulering, cDNA kloning och expressionsanalyser. PBR322 är en av de första plasmiderna som är genetiskt konstruerade för att användas i rekombinant DNA-teknik. Plasmiden pBR322 visas i Figur 1.

Figur 1: pBR322

fager

Fager härrör från bakteriofag lambda i vilken cos platsen för bakteriofag lambda gör att den kan förpackas i ett faghuvud. Replikationen av vektor-DNA inuti värdcellen kommer slutligen att ge celllys. Insatsens storlek som kan införas i en fagvektor är 5-12 kb. Fagvektorer används i genomisk DNA-kloning, cDNA-kloning och expressionsbibliotek.

cosmider

Kosmider är en typ av plasmider som innehåller cos plats för bakteriofag lambda. De cos platsen för bakteriofag lambda gör att den kan förpackas i ett faghuvud. Även om det är en plasmid, kanske replikationen av kosmider inuti värdcellen inte lyser cellen som i fagvektorer. Insatsens storlek som kan klonas i en kosmidvektor är 35-45 kb. Cosmid-vektorer används i genomiska bibliotekskonstruktioner. 

Eftersom däggdjursgener ofta är större än 100 kb i storlek kan den fullständiga gensekvensen inte klonas med klassiska kloningsvektorer. Detta problem kringgås genom att likna egenskaperna hos värdcellskromosomer till vektorer. Denna typ av vektorer kallas artificiella kromosomvektorer. BACs (bakteriella artificiella kromosomvektorer), YACs (jästkonstituerade kromosomvektorer) och MAC (konstgjorda kromosomvektorer av däggdjursarter) är typer av artificiella kromosomvektorer.

BAC

Bakteriella artificiella kromosomvektorer är baserade på Escherichia coli F-faktorplasmid. Inläggets storlek som kan klonas i en BAC-vektor är 75-300 kb. BAC-vektorer används vid analys av stora genomer.

YACs

Jästkonstituerade kromosomvektorer är baserade på Saccharomyces cerevisiae centromerer, telomer och andra autonomt replikerande sekvenser. Inläggets storlek som kan klonas i en YAC-vektor är 100-1 Mb. YAC-vektorer används vid analys av stora genomer.

MAC

Mammaliska artificiella kromosomvektorer är baserade på däggdjurscentromeren, telomeren och replikationsprunget. Inläggets storlek i MAC är 100 kb till 1 Mb. MAC används i djurbioteknik och human genterapi.  

Vad är en uttrycksvektor

Uttrycksvektorer, även benämnda uttryckskonstruktion, är en typ av plasmider. En speciell gen introduceras i en värdcell av expressionsvektorer där uttrycket av den transformerade genen underlättas av expressionsvektorn med användning av cellulär-transkriptionell och translationell maskin. En expressionsvektor innefattar regulatoriska sekvenser som förstärkare och promotorområden, vilka leder till ett effektivt genuttryck. Efter uttryck av ett visst protein som insulin i en värdcell, bör produkten renas från värdcellens proteiner. På detta konto är det introducerade proteinet antingen märkt med histidin (His tag) eller något annat protein. För att erhålla ett effektivt uttryck av den introducerade genen inuti en värdcell, bör följande expressionssignaler införas i en expressionsvektor.

• Införande av en stark promotor.
• Införande av ett starkt termineringskodon.
• Betydande avstånd mellan promotorregionen och den klonade genen.
• Infogning av en transkriptionsinitieringssekvens.
• Infogning av en translationsinitieringssekvens.

Figur 2: pGEX-3X

Likheter mellan kloningsvektor och uttrycksvektor

• Både klonings- och expressionsvektorer används för att introducera främmande DNA-segment i en målcell känd som värdcellen.

• Både kloningsvektorer och expressionsvektorer delar gemensamma egenskaper som replikationsprung, unika restriktionsställen och selekterbar markörgen i deras vektorsekvens.

• Både kloningsvektorer och expressionsvektorer kan replikera oberoende inuti värdcellen.

Skillnad mellan kloningsvektor och uttrycksvektor

Definition

Kloningsvektor: Kloningsvektor är en liten bit DNA som kan hållas stabilt inom en värdcell. Det används för att introducera gener i celler samtidigt som man får många kopior av insatsen.

Uttrycksvektor: Uttryckningsvektor är en plasmid som används för att introducera en specifik gen i en målcell och kommande cellens mekanismer för att producera den relevanta genprodukten.

Roll

Kloningsvektor: Kloningsvektorer används för att erhålla många kopior av det insatta DNA-segmentet.

Uttrycksvektor: Uttryckningsvektorer används för att erhålla genprodukt från det insatta DNA-segmentet, antingen ett protein eller RNA.

typer

Kloningsvektor: Kloningsvektorer kan vara plasmider, kosmider, fag, BAC, YAC eller MAC.

Uttrycksvektor: Uttrycksvektor är en plasmidvektor.

Egenskaper hos vektorn

Kloningsvektor: Kloningsvektorer innefattar ett replikationsställe, unika restriktionsställen och en selekterbar markör.

Uttrycksvektor: Uttryckningsvektor innefattar förstärkare, promotorregion, termineringskodon, transkriptionsinitieringssekvens och translationsinitieringssekvens i vektorn förutom de typiska särdragen hos en kloningsvektor.

Slutsats

Kloningsvektorer och expressionsvektorer användes lätt i rekombinant DNA-teknik för att införa främmande DNA-segment i målceller. Både kloningsvektorer och expressionsvektorer kan replikera sig själva inuti värdcellen. Kloningsvektorer används vanligtvis för att introducera främmande gener i målceller medan man uppnår många kopior av den introducerade genen. Uttrycksvektorer används för att erhålla genprodukten, antingen ett protein eller RNA hos den introducerade genen inuti värdcellen. De flesta av de rekombinanta proteinerna som insulin produceras genom användning av expressionsvektorer. Huvudskillnaden mellan kloningsvektor och expressionsvektor är tillämpningen av varje vektor i rekombinant DNA-teknik.

Referens:

1. "Kloningsvektorer". Kloning och molekylär analys av gener. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 18 juni 2017. 
2. "Shuttle Vectors and Expression Vectors." Gränslös. Gränslös, 26 maj 2016. Web. Tillgänglig här. 18 juni 2017. 

Image Courtesy:

1. "PBR322" Av Ayacop (+ Yikrazuul) - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "PGEX-3X kloningsvektor" Av Magnus Manske - Skapad av Magnus Manske (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons