Vektory se používají při molekulárním klonování. Vektor může být definován jako molekula DNA, která se chová jako prostředek k přenosu cizího genetického materiálu do jiné buňky. Vektor obsahující cizí DNA je známý jako rekombinantní DNA a měl by být schopen replikace a exprese v hostitelském organismu. Kvasnicový umělý chromozom (YAC) a bakteriální umělý chromozom (BAC) jsou dva typy vektorů zapojených do klonování. Klíčovým rozdílem mezi YAC a BAC je to YAC je uměle vytvořený vektorový systém využívající specifickou oblast kvasinkového chromozomu k vložení velkých segmentů genetických materiálů do kvasinek zatímco BAC je uměle vytvořený vektorový systém využívající specifickou oblast E-coli chromozomu, do kterého se vloží velké segmenty DNA E-coli buňky.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co jsou vektory YAC
3. Co jsou vektory BAC
4. Srovnání bok po boku - vektory YAC vs. BAC
5. Shrnutí
YAC (kvasnicový umělý chromozom) je uměle vytvořený chromozom, který má schopnost nést velký segment cizí DNA a replikovat se v kvasinkových buňkách. Má centromeru, telomery i autonomně se replikující sekvence, které jsou nezbytné pro replikaci a stabilitu. YAC by také měl nést selektivní marker nebo markery a restrikční místa, aby se z něj stal účinný klonovací vektor. Velká sekvence v rozmezí od 1000 kb do 2000 kb může být vložena do YAC a přenesena do kvasinek. Účinnost transformace YAC je velmi nízká.
Obrázek 01: Vektor YAC
Bakteriální umělý chromozom (BAC) je uměle vytvořený chromozom pro molekulární klonování. Má specifické regiony E-coli F plazmid a je kruhový a super stočený. BAC je vyvinut pro klonování fragmentů DNA do bakterií, zejména do E-coli. Může nést fragmenty DNA o velikosti až 300 kb. Ve srovnání s YAC jsou klonovací vložky BAC menší. BAC byly vyvinuty v roce 1992 a je stále populární díky své stabilitě a snadnosti konstrukce. BAC jsou také užitečné při vývoji vakcín.
Obrázek 02: Vektor BAC v molekulárním klonování
Vektory YAC vs BAC | |
YAC je geneticky upravený chromozom s použitím kvasinkové DNA pro účely klonování. | BAC je geneticky upravená molekula DNA E-coli DNA za účelem klonování. |
Rod | |
YAC byly navrženy tak, aby klonovaly velké fragmenty genomické DNA do kvasinek. | Byly vyvinuty BAC pro klonování velkých genomických fragmentů do Escherichia coli. |
Vložte délku | |
YAC mohou obsahovat genomické vložky velikosti megabáz (1000 kb - 2000 kb). | BACs mohou nést vložky 200-300 kb nebo méně. |
Konstrukce | |
YAC DNA je obtížné čistit intaktní a vyžaduje vysokou koncentraci pro vytvoření vektorového systému YAC. | BAC lze snadno očistit neporušené a lze jej snadno zkonstruovat. |
Chimerismus | |
YAC jsou často chimérické. | BAC jsou zřídka chimérické. |
Stabilita | |
YAC je nestabilní. | BAC je stabilní. |
Modifikace | |
Rekombinace kvasinek je velmi proveditelná a vždy zůstává aktivní. Může tedy generovat delece a další přestavby v YAC. | E-coli rekombinace je zabráněna a je zapnuta, pokud je to požadováno. Proto snižuje nežádoucí přestavby v BAC. |
Údržba | |
Manipulace s rekombinantními YAC obvykle vyžaduje, aby byl YAC přenesen E-coli pro následnou manipulaci. Je to tedy pracný proces. | BAC modifikace nastává přímo v E-coli. Není tedy třeba přenášet DNA. Proces tedy není pracný. |
YAC se stal nezbytným výzkumným nástrojem v klonovacích procesech díky své schopnosti klonovat velké fragmenty DNA do hostitelského organismu. YACs však mají několik nevýhod jako vektory, jako jsou konstrukční obtíže, chimérismus, nestabilita atd. Proto vědci vyvinou tyto problémy, aby vyvinuli vektory BAC. BAC byl zkonstruován s využitím specifických oblastí E-coli chromozóm. Je to stabilní vektor a lze jej snadno konstruovat. Délka DNA, kterou dokáže BAC zvládnout, je však až 20krát kratší než délka YAC. Toto je rozdíl mezi vektorovými systémy YAC a BAC. V dnešní době je BAC v laboratořích preferován před YAC.
Reference
1. Shero, J.H., M.K. McCormick, S.E. Antonarakis a P. Hieter. "Kvasinkové umělé chromozomové vektory pro efektivní manipulaci a mapování klonů." Genomics.U.S. National Library of Medicine, červen 1991. Web. 25. března 2017
2. Ramsay, M. „Kvasinkové umělé klonování chromozomů.“ Molekulární biotechnologie. U.S. National Library of Medicine, duben 1994. Web. 25. března 2017
Obrázek se svolením:
1. „Klonovací vektory BACs Chem114A“ od Tinastella - (CC BY-SA 3.0) přes Commons Wikimedia