Η βασική διαφορά μεταξύ του φορέα κλωνοποίησης και του φορέα έκφρασης είναι ότι ο φορέας κλωνοποίησης φέρει ένα ξένο θραύσμα DNA στο κύτταρο ξενιστή ενώ ο φορέας έκφρασης διευκολύνει την έκφραση γονιδίων σε πρωτεΐνες.
Ο φορέας είναι ένας σημαντικός όρος στη μοριακή βιολογία. Στην τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA, ο κύριος ρόλος ενός φορέα είναι να παρέχει έναν τρόπο μεταφοράς σε ένα χρήσιμο κλάσμα DNA που θα εισαχθεί σε ένα κύτταρο ξενιστή. Επιπλέον, είναι ένα μόριο DNA που χρησιμοποιείται για να μεταφέρει ένα ξένο θραύσμα DNA τεχνητά σε ένα κύτταρο ξενιστή για να εκφραστεί ή να αντιγραφεί. Οι περισσότεροι χρησιμοποιούμενοι φορείς είναι πλασμίδια, ιικοί φορείς, κοσμίδια και τεχνητά χρωμοσώματα. Ο φορέας κλωνοποίησης και ο φορέας έκφρασης είναι δύο τύποι φορέων που ταξινομούνται με βάση τις εφαρμογές τους.
Τι είναι ένας φορέας κλωνοποίησης;
Ένας φορέας κλωνοποίησης είναι ένα κλάσμα του DNA που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εισαγωγή ενός ξένου μορίου DNA και έχει την ικανότητα να εισαχθεί σε έναν ξενιστή για σκοπούς κλωνοποίησης. Ένα ιδανικό χαρακτηριστικό ενός φορέα κλωνοποίησης είναι η εύκολη εισαγωγή/αφαίρεση του θραύσματος DNA με επεξεργασία με ένζυμα περιορισμού και επεξεργασία ενζύμου απολίνωσης. Από αυτή την άποψη, οι φορείς κλωνοποίησης που χρησιμοποιούνται συχνά είναι τα γενετικά τροποποιημένα πλασμίδια.
Εικόνα 01: Διάνυσμα κλωνοποίησης
Ένας φορέας κλωνοποίησης θα πρέπει να έχει μια θέση πολλαπλής κλωνοποίησης, ένα επιλέξιμο γονίδιο δείκτη και ένα γονίδιο αναφοράς. Ο σκοπός μιας τοποθεσίας κλωνοποίησης είναι να παρέχει ένα μέρος για να πραγματοποιηθεί η κλωνοποίηση. Ένα γονίδιο επιλέξιμου δείκτη βοηθά στον εντοπισμό επιτυχημένων ανασυνδυαστών μετά την κλωνοποίηση και ένα γονίδιο αναφοράς επιτρέπει τη διαλογή και τον εντοπισμό του σωστού ανασυνδυασμού μεταξύ των ανασυνδυασμένων μετά την κλωνοποίηση. Ο φορέας κλωνοποίησης δεν βοηθά απαραίτητα στην έκφραση μιας πρωτεΐνης την οποία κωδικοποιεί το ξένο DNA. Έτσι, ο μοναδικός σκοπός του φορέα κλωνοποίησης είναι να μεταφέρει ξένο DNA στον ξενιστή.
Τι είναι ένα διάνυσμα έκφρασης;
Ο φορέας έκφρασης, που ονομάζεται επίσης κατασκευή έκφρασης, είναι ένας τύπος φορέα που χρησιμοποιείται για την έκφραση πρωτεϊνών μέσα στο κύτταρο ξενιστή. Όπως κάθε φορέας, αυτός θα πρέπει επίσης να περιέχει τα κύρια μέρη μια θέση πολλαπλής κλωνοποίησης, ένα γονίδιο δείκτη και ένα γονίδιο αναφοράς. Ο φορέας εισάγει ένα νέο γονίδιο στον ξενιστή και χρησιμοποιώντας τον μηχανισμό πρωτεϊνοσύνθεσης του ξενιστή, επιτρέπει στο γονίδιο να εκφραστεί στον ξενιστή. Επιπλέον, η αρχική του εστίαση είναι να παράγει σταθερό m-RNA και έτσι να παράγει πρωτεΐνες. Ένα καλό παράδειγμα είναι η εμπορική παραγωγή ινσουλίνης. Το γονίδιο της ινσουλίνης εισάγεται σε ένα βακτηριακό πλασμίδιο και εισάγεται πίσω στο E.coli σώμα βακτηρίων, επιτρέποντας στα πλασμίδια να πολλαπλασιαστούν και επιτρέποντας στο E. coli να αναπτυχθεί, εκκρίνοντας ινσουλίνη που μπορεί να συλλεχθεί και να χρησιμοποιηθεί.
Εικόνα 02: Διάνυσμα έκφρασης
Επιπλέον, ένας φορέας έκφρασης θα πρέπει να έχει μια ισχυρή περιοχή προαγωγέα, μια σωστή αλληλουχία έναρξης μετάφρασης και ένα σωστό κωδικόνιο τερματισμού και μια αλληλουχία. Οι φορείς έκφρασης έχουν πολυάριθμες εφαρμογές στην παραγωγή πεπτιδίων και πρωτεϊνών για τη φαρμακευτική βιομηχανία όπως η παραγωγή ινσουλίνης, αυξητικής ορμόνης, αντιβιοτικών, εμβολίων, αντισωμάτων. Επιπλέον, οι φορείς έκφρασης βοηθούν στην παραγωγή ενζύμων στις βιομηχανίες τροφίμων και ενδυμάτων. Όχι μόνο αυτό, οι φορείς έκφρασης είναι απαραίτητοι για την παραγωγή διαγονιδιακών φυτών όπως το χρυσό ρύζι, τα ανθεκτικά στα έντομα φυτά, τα φυτά ανθεκτικά στα ζιζανιοκτόνα κ.λπ.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του διανύσματος κλωνοποίησης και του διανύσματος έκφρασης;
- Ο φορέας κλωνοποίησης και ο φορέας έκφρασης είναι δύο τύποι φορέων που χρησιμοποιούμε στην τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA και στη γενετική μηχανική.
- Και τα δύο περιέχουν ένα γονίδιο δείκτη και ένα γονίδιο αναφοράς.
- Επιπλέον, αποτελούνται από πολλές τοποθεσίες κλωνοποίησης.
- Επίσης, έχουν την αρχή της αναπαραγωγής και την ικανότητα αυτο-αντιγραφής.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του διανύσματος κλωνοποίησης και του διανύσματος έκφρασης;
Ένας φορέας κλωνοποίησης είναι ένα μικρό μόριο DNA που μεταφέρει ένα ξένο θραύσμα DNA στο κύτταρο ξενιστή, ενώ ο φορέας έκφρασης είναι ένας τύπος φορέα που διευκολύνει την εισαγωγή, την έκφραση γονιδίων και την παραγωγή πρωτεϊνών. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του φορέα κλωνοποίησης και του φορέα έκφρασης. Επιπλέον, μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ του φορέα κλωνοποίησης και του φορέα έκφρασης είναι ότι ένας φορέας κλωνοποίησης εισάγει ένα ξένο θραύσμα DNA σε έναν ξενιστή ενώ οι φορείς έκφρασης εκφράζουν το εισαγόμενο γονίδιο παράγοντας τη σχετική πρωτεΐνη.
Επιπλέον, ο φορέας κλωνοποίησης αποτελείται από μια αρχή αντιγραφής, θέσεις περιορισμού και έναν επιλέξιμο δείκτη. Ενώ, ο φορέας έκφρασης περιέχει ενισχυτές, περιοχή προαγωγέα, κωδικόνιο τερματισμού, αλληλουχία έναρξης μεταγραφής, αρχή αντιγραφής, θέσεις περιορισμού και επιλέξιμο δείκτη. Επομένως, αυτή είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ του φορέα κλωνοποίησης και του φορέα έκφρασης. Εξάλλου, πλασμίδια, βακτηριοφάγοι, βακτηριακά τεχνητά χρωμοσώματα, κοσμίδια, τεχνητά χρωμοσώματα θηλαστικών, τεχνητό χρωμόσωμα ζυμομύκητα, κ.λπ., είναι παραδείγματα φορέων κλωνοποίησης. Εν τω μεταξύ, οι φορείς έκφρασης είναι κυρίως πλασμίδια.
Σύνοψη – Διάνυσμα κλωνοποίησης έναντι διανύσματος έκφρασης
Με βάση τη λειτουργία τους στη μοριακή βιολογία, υπάρχουν δύο τύποι φορέων ως φορέας κλωνοποίησης και φορέας έκφρασης. Ένας φορέας κλωνοποίησης είναι ένα μικρό μόριο DNA που παρέχει ξένο DNA στο κύτταρο ξενιστή. Υπάρχουν διάφοροι τύποι φορέων κλωνοποίησης όπως πλασμίδια, βακτηριοφάγοι, βακτηριακά τεχνητά χρωμοσώματα, κοσμίδια και τεχνητά χρωμοσώματα θηλαστικών. Αντίθετα, ένας φορέας έκφρασης είναι ένα πλασμίδιο που εισάγει το γονίδιο ενδιαφέροντος στο κύτταρο ξενιστή και διευκολύνει τη γονιδιακή έκφραση για να ληφθεί το πρωτεϊνικό προϊόν. Οι φορείς έκφρασης είναι πλασμίδια. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ του φορέα κλωνοποίησης και του φορέα έκφρασης.
