DNA-kloning er en vigtig proces, der muliggør forplantning af vigtige DNA-fragmenter af organismer. Det kræver sammenføjning af specifikt DNA med vektor-DNA for at skabe rekombinant DNA, der omdannes til værtsorganismen. En vektor er et DNA-molekyle, der opfører sig som et middel til at transportere fremmed genetisk materiale ind i en anden celle eller organisme. Det skal være i stand til at replikere inde i værtsorganismen og producere flere kopier af rekombinant DNA. Der er forskellige slags vektorer, der bruges til DNA-kloning. Gær kunstig kromosom (YAC) og M13-fagvektor er to typer blandt dem. Den vigtigste forskel mellem YAC- og M13-fagvektoren er den YAC er et kunstigt kromosom, som gentages i gærceller mens M13-fagvektor er et enkeltstrenget cirkulært DNA fra bakteriofag M13, som replikeres ind E coli celler.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er YAC
3. Hvad er M13 Phage Vector
4. Sammenligning side ved side - YAC vs M13 Phage Vector
5. Resume
YAC er et kunstigt bygget kromosom, der har evnen til at bære et stort segment af fremmed DNA og replikere inden i gærcellerne. Det har centromere, telomere og autonome replikerende sekvenser, der er essentielle for replikation og stabilitet. YAC bør også bære en selektiv markør eller markører og restriktionssteder for at gøre det til en effektiv kloningsvektor. Store sekvenser i området fra 1000 kb til 2000 kb kan indsættes i YAC og overføres til gær.
Figur 01: YAC Vector
Bacteriophage M13 er en virus, der inficerer og replikeres i E coli. Genomet til M13-bakteriofagen er lille i størrelse, ca. 6,7 kb. Det er et enkeltstrenget, cirkulært og positivt sans-DNA. Denne virus inficerer specifikt E coli bakterier gennem F pilus. Når den først indtaster ssDNA i bakterien, syntetiserer den dens komplementære streng og bliver dsDNA eller den replikerende form (RF) af M13. RF kan opføre sig som et plasmid i værtsorganismen. DsDNA replikeres inden i E coli og producerer ssDNA, der bærer nye fager. Disse nye fager frigives kontinuerligt fra E coli uden at dræbe værtscellen. Infektionen bremser imidlertid væksten af E Coli. dsDNA kan ekstraheres fra bakterieceller og anvendes som vektorer i DNA-kloning. De er kendt som M13-fagvektorer. De kan let manipuleres og bruges på lignende måde som plasmidvektorer.
Den iboende infektionsevne af disse M13-fager tjener som en god kvalifikation til at blive anvendt som en vektor i genkloning. Når M13 udvikles til en vektor, skal flere elementer integreres i dets genom. De er, et gen til lac-repressor (lac I) -proteinet, den operatør-proksimale region i lac Z gen, en lac-promotor og et multiple kloningssite (polylinker). Når dsDNA fra M13 anvendes som vektorer, kan det behandles som en plasmidvektor. Anvendelsen af ssDNA M13 har imidlertid fordele ved DNA-sekventering og stedrettet mutagenese.
Da M13-fagvektoren bærer flere kloningssteder i lacZ region kan rekombinerede vektorer let identificeres ved den blå / hvide koloniescreening på agarplader indeholdende IPTG og X-Gal. Blå plakker produceret på pladerne indeholder ikke de rekombinerede fager. Derfor kan fag med indsatser vælges til kloningsformålet.
Figur 02: Bakteriofag M13
YAC vs M13 Phage Vector | |
YAC er et genetisk manipuleret kromosom, der har evnen til at bære et stort segment af fremmed DNA og replikere inden i gærcellerne. | M13-fagvektor er en viral vektor udviklet af bakteriofag M13, der bruges til at indsætte fremmed DNA i E coli. |
Formål | |
YAC'er blev designet til at klone store fragmenter af genomisk DNA i gær. | M13-fagvektorer bruges til at indsætte fremmed DNA i E coli. |
Indsæt længde | |
YAC'er kan indeholde megabase-størrelse genomiske indsatser (1000 kb - 2000 kb). | Størrelsen på indsatser er ca. 1.500 bps. |
Konstruktion | |
YAC-DNA er vanskeligt at rense intakt og kræver en høj koncentration til generering af YAC-vektorsystem. | Det sker via cyklisk fotosyntetisk elektronkæde. |
Stabilitet | |
YAC er ustabil. | M13-fager kan let udvindes. |
Størrelse | |
Enzymer er større molekyler. | M13-fager er stabile end YAC. |
YAC er et kunstigt konstrueret vektorsystem, der bruger en specifik region af gærkromosom til at indsætte store segmenter af genetisk materiale til gærceller. M13-fagvektor er et vektorsystem afledt fra bakteriofag M 13, der bruger E coli som værtsorganisme. Dette er den største forskel mellem YAC og M13 Phage Vector. Begge er lige så nyttige i rekombinant DNA-teknologi og genkloning.
Reference:
1.”vektor”. Genetik-noter - Vector. N.p., n.d. Web. 16. maj 2017. https://genetics-notes.wikispaces.com/Vector
2. ”Gær kunstigt kromosom.” Wikipedia. Wikimedia Foundation, 21. april 2017. Web. 16. maj 2017. .
Billede høflighed:
1. “M13B” Af J3D3 - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia