Unterschied zwischen Klonenvektor und Ausdrucksvektor

Hauptunterschied - Klonierungsvektor gegen Ausdrucksvektor

Klonierungsvektor und Expressionsvektor sind zwei Arten von Vektoren, die in der rekombinanten DNA-Technologie verwendet werden, um fremde DNA-Segmente in eine Zielzelle zu tragen. Sowohl Klonierungs- als auch Expressionsvektoren umfassen den Replikationsursprung, einzigartige Restriktionsstellen und das selektierbare Markergen in ihren Vektorsequenzen. Sowohl Klonierungs- als auch Expressionsvektoren sind aufgrund des Vorhandenseins eines Replikationsursprungs selbstreplikativ. Klonierungsvektoren können entweder Plasmide, Cosmide oder Bakteriophagen sein. Das Hauptunterschied zwischen Klonierungsvektor und Expressionsvektor ist das Der Klonierungsvektor wird verwendet, um fremde DNA-Segmente in eine Wirtszelle zu tragen, während der Expressionsvektor ein Typ eines Klonierungsvektors ist, der geeignete Expressionssignale mit maximaler Genexpression enthält.

Wichtige Bereiche

1. Was ist ein Klonvektor?
      - Definition, Typen, Verwendungen
2. Was ist ein Ausdrucksvektor?
      - Definition, Typen, Verwendungen
3. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Klonierungsvektor und Ausdrucksvektor?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was sind die Unterschiede zwischen Klonierungsvektor und Ausdrucksvektor?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Bakteriophagen, Klonierungsvektor, Cosmide, DNA, DNA-Technologie, Expressionskonstrukt, Expressionsvektor, Replikationsursprung, Promotorregion, Rekombinante RNA, Plasmide, Restriktionsstellen, Selektionsmarker

Was ist ein Klonvektor?

Klonierungsvektoren dienen als Träger-DNA-Moleküle. Alle Klonierungsvektoren haben vier Besonderheiten: 

• Sie sind zusammen mit dem fremden DNA-Segment, das sie tragen, selbstreplikativ
• Sie enthalten mehrere Restriktionsstellen, die nur einmal im Vektor vorhanden sind
• Sie tragen einen selektierbaren Marker, typischerweise in Form von Antibiotikaresistenzgenen, die im Wirtsgenom fehlen
• Sie sind relativ leicht aus der Wirtszelle zu gewinnen.

Es gibt viele Auswahlmöglichkeiten für klassische Klonierungsvektoren, wie Plasmide, Phagen und Cosmide, je nach Zweck. Die Wahl eines Klonierungsvektors hängt von der Größe des Inserts und der Anwendung ab.

Plasmide

Plasmide sind natürlich vorkommende extrachromosomale, doppelsträngige DNA-Moleküle, die in der Lage sind, innerhalb von Bakterienzellen autonom zu replizieren. Die Größengrenze des Inserts in Plasmiden beträgt 10 kb. Plasmide werden als Klonierungsvektoren in Subklonierungs- und Downstream-Manipulations-, cDNA-Klonierungs- und Expressionsassays verwendet. Das pBR322 ist eines der ersten gentechnisch hergestellten Plasmide, die in rekombinanten DNA-Technologien verwendet werden. Das Plasmid pBR322 ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: pBR322

Phagen

Phagen stammen aus dem Bakteriophagen Lambda, in dem die cos Die Stelle des Bakteriophagen Lambda erlaubt es, ihn in einen Phagenkopf zu verpacken. Die Replikation von Vektor-DNA in der Wirtszelle führt letztendlich zur Zelllyse. Die Größe des Inserts, der in einen Phagenvektor eingefügt werden kann, beträgt 5-12 kb. Phagenvektoren werden bei der genomischen DNA-Klonierung, der cDNA-Klonierung und in Expressionsbibliotheken verwendet.

Cosmids

Cosmide sind eine Art Plasmide enthaltend cos Stelle des Bakteriophagen Lambda. Das cos Die Stelle des Bakteriophagen Lambda erlaubt es, ihn in einen Phagenkopf zu verpacken. Obwohl es sich um ein Plasmid handelt, kann die Replikation von Cosmiden in der Wirtszelle die Zelle nicht wie in Phagenvektoren lysieren. Die Größe des Inserts, der in einen Cosmidvektor kloniert werden kann, beträgt 35 bis 45 kb. Cosmid-Vektoren werden in genomischen Bibliothekskonstruktionen verwendet. 

Da Säugetiergene oft eine Größe von mehr als 100 kb aufweisen, kann die vollständige Gensequenz nicht mit klassischen Klonierungsvektoren geklont werden. Dieses Problem wird umgangen, indem die Eigenschaften von Wirtszellchromosomen in Vektoren nachgeahmt werden. Diese Art von Vektoren wird als künstliche Chromosomenvektoren bezeichnet. BACs (bakterielle künstliche Chromosomenvektoren), YACs (künstliche Hefechromosomenvektoren) und MACs (künstliche Säugetierchromosomenvektoren) sind Typen von künstlichen Chromosomenvektoren.

BACs

Bakterielle künstliche Chromosomenvektoren basieren auf Escherichia Coli F-Faktor-Plasmid. Die Größe des Inserts, der in einen BAC-Vektor kloniert werden kann, beträgt 75 bis 300 kb. BAC-Vektoren werden bei der Analyse großer Genome verwendet.

YACs

Künstliche Chromosomenvektoren der Hefe basieren auf Saccharomyces Cerevisiae Zentromere, Telomere und andere autonom replizierende Sequenzen. Die Größe des Inserts, der in einen YAC-Vektor kloniert werden kann, beträgt 100-1 Mb. YAC-Vektoren werden bei der Analyse großer Genome verwendet.

MACs

Künstliche Chromosomenvektoren von Säugern basieren auf dem Zentromer, dem Telomer und dem Replikationsursprung des Säugers. Die Einsatzgröße in MACs beträgt 100 KB bis 1 MB. MACs werden in der Tierbiotechnologie und der Gentherapie des Menschen eingesetzt.  

Was ist ein Ausdrucksvektor?

Expressionsvektoren, auch bezeichnet als Ausdruckskonstrukt, sind eine Art Plasmide. Ein spezielles Gen wird durch Expressionsvektoren in eine Wirtszelle eingeführt, wobei die Expression des transformierten Gens durch den Expressionsvektor unter Verwendung einer zellentranskriptionellen und translatorischen Maschinerie erleichtert wird. Ein Expressionsvektor umfasst regulatorische Sequenzen wie Enhancer und Promotorregionen, die zu einer effizienten Genexpression führen. Nach der Expression eines bestimmten Proteins wie Insulin in einer Wirtszelle sollte das Produkt von den Proteinen der Wirtszelle gereinigt werden. Aus diesem Grund wird eingeführtes Protein entweder mit Histidin (His-Tag) oder einem anderen Protein markiert. Um eine effiziente Expression des eingeführten Gens innerhalb einer Wirtszelle zu erhalten, sollten die folgenden Expressionssignale in einen Expressionsvektor eingeführt werden.

• Einfügen eines starken Promoters.
• Einfügen eines starken Terminationscodons.
• Beträchtlicher Abstand zwischen Promotorregion und dem klonierten Gen.
• Einfügen einer Transkriptionsinitiationssequenz.
• Einfügen einer Translationsinitiationssequenz.

Abbildung 2: pGEX-3X

Ähnlichkeiten zwischen Klonierungsvektor und Ausdrucksvektor

• Sowohl Klonierungs- als auch Expressionsvektoren werden beim Einführen fremder DNA-Segmente in eine als Wirtszelle bekannte Zielzelle verwendet.

• Sowohl Klonierungsvektoren als auch Expressionsvektoren haben gemeinsame Merkmale wie den Replikationsursprung, einzigartige Restriktionsstellen und das selektierbare Markergen in ihrer Vektorsequenz.

• Sowohl Klonierungsvektoren als auch Expressionsvektoren können sich unabhängig innerhalb der Wirtszelle replizieren.

Unterschied zwischen Klonenvektor und Ausdrucksvektor

Definition

Klonierungsvektor: Der Klonierungsvektor ist ein kleines Stück DNA, das stabil in einer Wirtszelle gehalten werden kann. Es wird verwendet, um Gene in Zellen einzuführen, während zahlreiche Kopien des Inserts erhalten werden.

Ausdruck Vektor: Der Expressionsvektor ist ein Plasmid, das verwendet wird, um ein spezifisches Gen in eine Zielzelle einzuführen, und die Mechanismen der Befehlszelle, um das relevante Genprodukt herzustellen.

Rolle

Klonierungsvektor: Klonierungsvektoren werden verwendet, um zahlreiche Kopien des inserierten DNA-Segments zu erhalten.

Ausdruck Vektor: Expressionsvektoren werden verwendet, um ein Genprodukt des inserierten DNA-Segments zu erhalten, entweder ein Protein oder eine RNA.

Typen

Klonierungsvektor: Klonierungsvektoren können Plasmide, Cosmide, Phagen, BACs, YACs oder MACs sein.

Ausdruck Vektor: Expressionsvektor ist ein Plasmidvektor.

Merkmale des Vektors

Vektor klonen: Klonierungsvektoren umfassen einen Replikationsursprung, eindeutige Restriktionsstellen und einen selektierbaren Marker.

Ausdruck Vektor: Der Expressionsvektor umfasst Enhancer, Promotorregion, Terminationscodon, Transkriptionsinitiationssequenz und Translationsinitiationssequenz in dem Vektor zusätzlich zu den typischen Merkmalen eines Klonierungsvektors.

Fazit

Klonierungsvektoren und Expressionsvektoren werden in der rekombinanten DNA-Technologie leicht verwendet, um fremde DNA-Segmente in Zielzellen einzuführen. Sowohl Klonierungsvektoren als auch Expressionsvektoren sind in der Lage, sich selbst innerhalb der Wirtszelle zu replizieren. Klonierungsvektoren werden typischerweise zum Einführen von Fremdgenen in Zielzellen verwendet, während zahlreiche Kopien des eingeführten Gens erhalten werden. Expressionsvektoren werden verwendet, um das Genprodukt entweder ein Protein oder eine RNA des eingeführten Gens in die Wirtszelle zu erhalten. Die meisten rekombinanten Proteine ​​wie Insulin werden unter Verwendung von Expressionsvektoren hergestellt. Der Hauptunterschied zwischen dem Klonierungsvektor und dem Expressionsvektor besteht in der Anwendung jedes Vektors in der rekombinanten DNA-Technologie.

Referenz:

1. "Klonierungsvektoren". Klonierung und molekulare Analyse von Genen. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 18. Juni 2017. 
2. "Shuttle-Vektoren und Expressionsvektoren". Grenzenlos. Grenzenlos, 26. Mai 2016. Web. Hier verfügbar. 18. Juni 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. “PBR322" Von Ayacop (+ Yikrazuul) - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "PGEX-3X-Klonierungsvektor" Von Magnus Manske - Erstellt von Magnus Manske (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia