Ulike Gene Expression vektorer

En vektor er en metode som forskere og leger bruker for å sette inn et gen fra en organisme til en annen. Gjennom bruk av spesialutviklede genvektorer, kan en ny DNA-sekvens settes inn i en celle eller populasjon av celler for å endre dens biokjemi. Vektor teknikker er stadig viktigere å biofarmasøytiske industrien fordi de lar forskere sett gener i bakterier som forårsaker dem til å produsere medisiner som ellers ville være altfor kostbart å lage.

Det biologiske grunnlaget for Vector Teknikker

Dyreceller holde sine gener inne i cellens kjerne, og ikke overføre mellom cellene. Bakterier og virus er langt mer promiskuøs, overføre plasmider (sirkulære løkker av DNA) mellom organismer. Forskere kapre de biokjemiske mekanismer for disse bakterier og virus til å overføre spesifikke DNA-sekvenser. Først forskere finne et viralt eller bakterielt gen som inkorporerer seg inn i en vert gener og isolere DNA som omgir det genet. Dette omgivende sekvensen er ofte en spleising eller replikasjonselement som kan brukes målgenet uttrykkelig i vertscellen.

plasmid

Plasmider er løkker av DNA som finnes i bakterier og visse andre mikroorganismer. De blir ofte brukt som vektorer for genoverføring mellom grupper av bakterier. Plasmider inneholder ofte innsetting sekvenser slik at de kan integreres i det bakterielle kromosom og pålitelig gå fra generasjon til generasjon. For å gjøre en plasmid vektor, forskere ta en eksisterende plasmid (plasmidene av E. coli-bakterier er et populært valg) og bytte ut de bakterielle genene med genene de ønsker å uttrykke i muterte bakterien. Det modifiserte plasmidet ble tilsatt til en suspensjon inneholdende bakterier, som deretter utsettes for varme eller elektrisitet. Dette svekker cellene, og noen av dem vil tilfeldig erverve plasmid. Disse separeres fra bakterier som ikke har erverve plasmid fordi bare plasmid-inneholdende bakterier vil overleve i visse vekstmedier.

Retrovirus-Based

Virus biokjemi er en annen metode ved hvilke gener kan bli overført til bakterier for forskning eller farmasøytiske formål. En bakteriell virus kalt lambda-fage er DNA-sekvenser som har utviklet seg til å sette seg inn i DNA av vertbakterier. Forskere bruker lambda-fag for å designe DNA sløyfer kalt kosmider. Disse er overlegne i forhold til plasmider fordi de kan inneholde mer genetisk materiale, slik at for overføring av større (eller flere) gener. Kosmid DNA er ofte innkapslet i en kappe av proteiner som kalles et kapsid som injiserer kosmid inn i en bakteriecelle. Kapsid gjør det mye enklere å få høy avkastning genoverføring.

lentivirus

Plasmider og kosmider er generelt nyttig for overføring av gener i bakterier. Innsetting av gener i eukaryote celler, slik som de av mennesker, krever forskjellige teknikker. En fremgangsmåte for genoverføring er en spesiell klasse av virus kalt et retrovirus, som insinuates sin vei inn i en vertscelle DNA ved å slå sammen med cellemembranen og innsetting av DNA inn i verts gemome. Lentiviruses er mest populære retroviral vektor. Forskere ingeniør en lentivirus som mangler den typiske replikering maskiner. Således kan viruset fremdeles antyde seg inn i vertens DNA, men kan ikke fortsette langs den lytiske (celledød) vei som fører til viral infeksjon. I stedet inneholder viruset gener som forskerne ønsker å uttrykke i vertscellen. Den lentiviral teknikk er av potensiell anvendelse for genterapi.

Adenoassosiert virus

En annen type virus kalt et adeno-assosiert virus (AAV) er ofte brukt i forskning og er også potensielt nyttige for genterapi. I motsetning lentiviruses, trenger AAVs ikke alltid sette seg inn i verts DNA. Derfor er de mest nyttige i nondividing celler slik som nerveceller.

Nonbiochemical Vektorer

I tillegg til plasmidet og virusbaserte vektorer, er det flere teknikker som kan sette inn DNA direkte i cellene. En slik teknikk er "genpistol" -metoden, hvor DNA-molekylene er bundet til tunge partikler av kolloidalt gull. Når gullet er skutt gjennom cellemembranen, bærer det DNA med det, slik at DNA for å innlemme i målcellen. Cellemembranen lukker opp bak gullet partikkel etter at den passerer.