A géntechnológiában használt molekuláris vektorok mind érdekesek és relevánsak

A vektor a fertőzés vektora. Ezt a koncepciót számos esetben alkalmazzák. A biológia különböző területeiről származó vektorok példái:

1) vérszívó rovarok a kórokozó mikroorganizmusok és a gerinces állatok betegségeit okozó vírusok vektoraként működnek;

2) rovarok a nemzetség Sire.h - hordozó vektor gombás propagulumokat bazidianalnogo Aniylostereum, okozva szárrothadás tűlevelűek.

A molekuláris vektor olyan DNS molekula, amelybe idegen DNS fragmentumát lehet beilleszteni. Képes átvinni ezt a fragmentumot összetételében a befogadó sejtekbe, önállóan replikálódni és stabilan fenntartani a befogadó sejtekben, vagy beépülni a gazda genomjába, és benne stabilan fennmarad.

Egy másik definíció szerint, a molekuláris vektorok - a hibrid DNS-molekulát hordozó egy mesterségesen beépített fragmentumot képviselő különösen érdekes, és képes amplifikált (többszörösen) az élő sejtekben, elkülönítve a fő gazdasejt genomjába, vagy egybe lehet építeni azt.

Általános gondolatok a nukleinsavakról

A DNS egy biológiai heteropolimer. Normál állapotban a DNS elsődleges szerkezete kettős hélix, amely két hosszú polimert tartalmaz, amelyek a közös tengely köré csavarodnak. A hélix szélessége 2-2,6 nm. A hélixet alkotó két DNS-réteg kémiai szerkezete szerint antiparallel, azaz ellentétes irányúak. Egy élő sejtben a spirál tömörített struktúrát képez, amelyben a DNS-t kromatinproteinekre vagy hisztonokra roncsolják. A DNS vázát cérium-foszfátcsoportok alkotják, amelyek kapcsolódnak az észterkötésekhez. A szacharid, amely a DNS részét képezi, pentóz, azaz 5 szénatomos cukor.

A DNS egységei vagy monomerjei nukleotidok.

A szacharidhoz kapcsolódó bázis nukleozidot képez, és az 5 'pentóz gyűrű helyzetében lévő foszforsavcsoporthoz kapcsolódó nukleozid egy nukleotidot képez.

A replikáció eredményeképpen a kettős hélix DNS-molekula két azonos másolatát képezik.

Az a molekula vége, amelyen a pentózgyűrű 3 'pozíciójában található szabad hidroxilcsoport van, három-bar vagy három prim-végnek nevezik. Az ellenkező véget, amelyen az 5'-dezoxiribóz szénatomjahoz foszforsavmaradék van kapcsolva, öt-bar vagy ötesős végnek nevezzük.

A ribonukleinsav (RNS) molekula gerincét a szacharid közé tartozik a ribóz, amely eltérően az dezoxiribóz 2 „helyzetben a pentóz gyűrű hidroxilcsoport.

A DNS-összetétel bázisai purinekre és pirimidinek vannak osztva. A purinbázisok 2 gyűrűt tartalmaznak, amelyek C- és N-atomokból állnak, és a pirimidin egy gyűrű. Az adenin és a guanin a purinhez, a citozinhoz és a timinhoz a pirimidinekhez tartozik, és az urozil, amely a timin helyett RNS-t tartalmaz.

A metilezés a nukleotidok élő rend- szerekben történő módosítására szolgáló eljárás. Az NDNA "összeomlik", mint egy cipzár. Mátrix folyamatok és a molekuláris biológia központi dogma A molekuláris biológia központi dogma leírja a genetikai információ átvitelének módját egy sejtben az általános DNS / mátrix GNA / protein rendszer szerint. A mátrix RNS-t (mRNS) a messenger-RNS-nek is nevezik. A metilezés leggyakoribb példája az 5-metilcitozin. Egy kettős DNS-molekulában a nukleotidok a komplementer (komplementer) purin-pirimidin párokat alkotják, hidrogénkötésekkel kombinálva. Az A és a T között két hidrogénkötés van G és C között. Ennek következtében a G-C párok sokkal szilárdabbak.

Vektoros rendszerekben a DNS-t mind egyszálú, mind egyszálú rendszerben alkalmazzuk. és kétszálú formában. A fehérjéket kódoló láncok egyikét szemantika, a másik pedig antiszensz.

90-95 ° C hőmérsékleten a DNS-szálak közötti hidrogénkötések megszakadnak, és a kettős szálú DNS két egyszálú molekulára oszlik. Ezt a folyamatot denaturációnak vagy fúziónak nevezzük. Ha a molekulák oldatban vannak, akkor amikor a hőmérséklet lecsökken, újra összefüggésbe hozhatók, a nukleotidok komplementer kölcsönhatásai miatt. Ezt a folyamatot hibridizációnak nevezik. Ebben az esetben a DNS szálak "összeomlanak", mint egy cipzár. Mátrix folyamatok és a központi dogma a molekuláris biológia központi dogmája a molekuláris biológia leírja az útvonalat a genetikai információ átadását egy sejtben az általános rendszeréből DNS / STC mátrix / fehérje.

A mátrix RNS-t (mRNS) a messenger-RNS-nek is nevezik.

A genetikai információk átadásának fő módjai a következők:

- DNS-DNS (DNS-replikáció);

- DNS> mRNS (transzkripció prokariótákban);

- DNS - pre-mRNS - érett mRNS (transzkripció és RNS-érés);

- mRNS - fehérje (transzláció).

Az információátadás különleges módjai:

- mRNS-DNS (reverz transzkripció, RNS-tartalmú vírusok vagy retrovírusok esetében);

- RNS - RNS (RNS replikáció).

A pro- és eukarióták DNS-replikációját speciális enzimek sorozatával végezzük. Ezek közül a legfontosabbak a DNS-polimerázok, amelyek a komplementer láncot egy egyszálú molekulán alapozzák, szabad mononukleotidokként építőelemekként.

A transzkripció az enzim-transzkriptáz enzimekkel történik. Az eukarióta mRNS transzkripciója és érése a sejtmagban, különösen a fehérje bioszintézis molekuláris gépeken - a riboszómákon történik.

A génkifejezés az a folyamat, amellyel a génbe ágyazott információt egy funkcionális termék szintézisére használják. A funkcionális termék lehet:

2) riboszomális RNS;

3) trinport RNS;

4) egy kis nukleáris RNS.

Az utóbbi RNS-fajok részt vesznek az összekapcsolásban és az rRNS kialakulásában. Vektorok esetében a legnagyobb gyakorlati érdek a fehérjét kódoló gén expressziója.

A vektorok funkciói és fő típusai

A molekuláris vektorok fejlesztésének és alkalmazásának előfeltételei a génsebészetben és a biotechnológiában.

1. nukleinsavak és genetikai kódok felfedezése;

2. Extrakromoszomális elemek felfedezése pro és eukarióta plazmidokban;

3. A vírusok felismerése és különösen a virális DNS beillesztésére szolgáló mechanizmusok a gazda-genomba;

4. Az intakt plazmidok és sértetlen DNS-vírusok nagy tisztaságú preparátumainak izolálására szolgáló módszerek kifejlesztése;

5. Az idegen DNS behatolásának mechanizmusai a sejtekbe;

6. Az enzimek felfedezése, amelyek biztosítják a DNS replikációját és módosítását.

Vektorok hozzárendelése:

Az alapkutatásban a vektorok az egyes géneket és teljes genomokat tanulmányozzák klónozással és későbbi szekvenálással, a gének funkcióinak és kifejeződésük molekuláris mechanizmusainak tanulmányozására. A mérnöki tervezés során a vektorokat géntechnológiával módosított termelő szervezetek létrehozására használják.

A vektorok fő típusai (cél szerint):

1. Klónozási vektorok - egy beágyazott DNS-fragmentum nagyszámú példányának előállítására szolgálnak (például későbbi szekvenáló-dekódoló szekvenciák céljából);
2. Expressziós vektorok - idegen fehérje előállítása a gazdaszervezetben (a termelő szervezetben); vektorok, amelyek biztosítják a sejtek idegen gének pontos és hatékony kifejeződését. A vektorba beépített gén nemcsak amplifikálódik, hanem alapja az mRNS, majd a fehérjék képződése. Az expressziós vektorokat olyan mikroorganizmus törzsek létrehozására használják, amelyek nagyobb mennyiségben idegen fehérjét termelnek.
3. Célzott vektorok - a hibás gént a vizsgált organizmus genomjába vezetik be a gének fenotípusos megnyilvánulásának feltárása érdekében. A gén genetikai vizsgálatokba való inaktiválására használt vektort célzottan célozzák meg.

A gazda genomjához viszonyított viselkedésre a vektorok integratív és nem integratív. Ha a vektor biztosítja az idegen DNS beillesztését a sejt genomjába, úgy hívják integratívnak.

A molekulavektornak rendelkeznie kell:

1) a hely, amely meghatározza a replikáció eredetét;

2) idegen DNS beillesztésére szolgáló hely;

3) szelektálható marker.

A klónozó vektorok szükséges tulajdonságai:

1) a vektornak olyan nukleotidszekvenciát kell hordoznia, amely felelős egy adott molekula autonóm replikációjáért egy bizonyos típusú sejtekben;

2) nem elveszítheti a replikatív tulajdonságokat még egy idegen DNS-fragmentum beillesztésekor sem;

3) a restrikciós enzim, lehetőleg egy hely vagy restrikciós lókusz, lehetőleg kis számú hasítási hely legyen;

4) tartalmaznia kell 1 vagy több genetikai markert, amellyel egy klón választható ki, azaz: E. ha a vektor sikeresen bejutott a sejtbe, akkor ezt a sejtet egyértelműen felismerhető tulajdonság alapján kell kiválasztani és meg kell szorozni, majd molekuláris klónozással kell előállítani;

5) a sejtben megnövekedett számú másolat keletkezése esetén kell reprodukálni.