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クローニングベクターと発現ベクターの違い

主な違い – クローニングベクターと発現ベクター

クローニングベクターと発現ベクターは 2 種類のベクターで、組換え DNA 技術で外来 DNA セグメントを標的細胞に運ぶために使用されます。クローニングベクターと発現ベクターはどちらも、複製起点、固有の制限部位、および選択可能なマーカー遺伝子をベクター配列に含んでいます。複製起点が存在するため、クローニングベクターと発現ベクターはどちらも自己複製性があります。クローニングベクターは、プラスミド、コスミド、またはバクテリオファージのいずれかです。 主な違い クローニングベクターと発現ベクターの違いは、クローニングベクターは外来DNAセグメントを宿主細胞に運ぶために使用されるのに対し、発現ベクターはクローニングベクターの一種であり、最大の遺伝子発現を伴う適切な発現シグナルを含みます.

対象となる主な分野

1. クローニングベクターとは
– 定義、種類、用途
2. 発現ベクターとは
– 定義、種類、用途
3. クローニングベクターと発現ベクターの類似点
– 共通機能の概要
4. クローニングベクターと発現ベクターの違い
– 主な違いの比較

重要な用語:バクテリオファージ、クローニングベクター、コスミド、DNA、DNA テクノロジー、発現構築物、発現ベクター、複製起点、プロモーター領域、組換え RNA、プラスミド、制限サイト、選択可能なマーカー

クローニング ベクターとは

クローニングベクターは、キャリア DNA 分子として機能します。すべてのクローニングベクターには、次の 4 つの特別な特徴があります。

  • それらは、それらが運ぶ外来 DNA セグメントとともに自己複製します
  • 複数の制限部位が含まれていますが、これらはベクター内で 1 回だけ存在します
  • それらは、宿主ゲノムには存在しない、通常は抗生物質耐性遺伝子の形で選択可能なマーカーを持っています
  • 宿主細胞からの回収は比較的容易です。

目的に応じて、プラスミド、ファージ、コスミドなどの古典的なクローニング ベクターの選択肢が数多くあります。クローニングベクターの選択は、インサートのサイズとアプリケーションによって異なります。

プラスミド

プラスミドは、自然に存在する染色体外の二本鎖 DNA 分子であり、細菌細胞内で自律的に複製することができます。プラスミドのインサートのサイズ制限は 10 kb です。プラスミドは、サブクローニングおよびダウンストリーム操作、cDNA クローニングおよび発現アッセイにおけるクローニングベクターとして使用されます。 pBR322 は、組換え DNA 技術で使用するために遺伝子操作された最初のプラスミドの 1 つです。 pBR322 プラスミドは 図 1 に示されています .

図 1:pBR322

ファージ

ファージはバクテリオファージ ラムダに由来し、cos バクテリオファージラムダの部位により、ファージヘッドにパッケージ化できます。宿主細胞内でのベクター DNA の複製は、最終的に細胞溶解を引き起こします。ファージベクターに挿入できるインサートのサイズは5~12kbです。ファージベクターは、ゲノム DNA クローニング、cDNA クローニング、および発現ライブラリーで使用されます。

コスミド

コスミドは、cos を含むプラスミドの一種です。 バクテリオファージ ラムダのサイト。 cos バクテリオファージラムダの部位により、ファージヘッドにパッケージ化できます。プラスミドですが、宿主細胞内でのコスミドの複製は、ファージベクターのように細胞を溶解しない場合があります。コスミドベクターにクローニングできるインサートのサイズは 35 ~ 45 kb です。コスミドベクターは、ゲノムライブラリーの構築に使用されます。

哺乳類の遺伝子はサイズが 100 kb を超えることが多いため、完全な遺伝子配列を従来のクローニング ベクターでクローニングすることはできません。この問題は、宿主細胞の染色体の特性をベクターに模倣することによって回避されます。このタイプのベクターは、人工染色体ベクターと呼ばれます。 BAC(細菌人工染色体ベクター)、YAC(酵母人工染色体ベクター)、MAC(哺乳動物人工染色体ベクター)は、人工染色体ベクターの一種です。

BAC

細菌の人工染色体ベクターは、Escherichia に基づいています 大腸菌 F因子プラスミド。 BAC ベクターにクローニングできるインサートのサイズは 75 ~ 300 kb です。 BAC ベクターは、大きなゲノムの解析に使用されます。

YAC

酵母人工染色体ベクターはSaccharomycesに基づいています cerevisiae セントロメア、テロメア、およびその他の自律的に複製するシーケンス。 YAC ベクターにクローニングできるインサートのサイズは 100-1 Mb です。 YAC ベクターは、大きなゲノムの解析に使用されます。

MAC

哺乳類の人工染色体ベクターは、哺乳類のセントロメア、テロメア、および複製起点に基づいています。 MAC の挿入サイズは 100 kb から 1 Mb です。 MAC は、動物のバイオテクノロジーやヒトの遺伝子治療で使用されています。

発現ベクターとは

発現ベクター。発現コンストラクトとも呼ばれます 、プラスミドの一種です。特定の遺伝子が発現ベクターによって宿主細胞に導入され、形質転換された遺伝子の発現は、細胞転写および翻訳機構を使用して発現ベクターによって促進されます。発現ベクターは、エンハンサーやプロモーター領域などの調節配列を含み、効率的な遺伝子発現をもたらします。宿主細胞内でインスリンのような特定のタンパク質を発現させた後、生成物を宿主細胞のタンパク質から精製する必要があります。そのため、導入されたタンパク質はヒスチジン (His タグ) またはその他のタンパク質でタグ付けされます。宿主細胞内で導入遺伝子を効率的に発現させるためには、以下の発現シグナルを発現ベクターに導入する必要があります。

  • 強力なプロモーターの挿入
  • 強力な終結コドンの挿入。
  • プロモーター領域とクローニングされた遺伝子との間のかなりの距離
  • 転写開始配列の挿入。
  • 翻訳開始配列の挿入

図 2:pGEX-3X

クローニングベクターと発現ベクターの類似点

  • 宿主細胞として知られる標的細胞に外来 DNA セグメントを導入する際には、クローニング ベクターと発現ベクターの両方が使用されます。
  • クローニングベクターと発現ベクターはどちらも、ベクター配列内の複製起点、固有の制限部位、選択マーカー遺伝子などの共通の特徴を共有しています。
  • クローニングベクターと発現ベクターはどちらも、宿主細胞内で独立して複製できます。

クローニングベクターと発現ベクターの違い

定義

クローニングベクター: クローニングベクターは、宿主細胞内で安定して維持できる小さな DNA 断片です。インサートの多数のコピーを取得しながら、遺伝子を細胞に導入するために使用されます。

発現ベクター: 発現ベクターは、特定の遺伝子を標的細胞に導入し、関連する遺伝子産物を産生する細胞のメカニズムを指揮するために使用されるプラスミドです。

役割

クローニングベクター: クローニングベクターは、挿入された DNA セグメントの多数のコピーを取得するために使用されます。

表現ベクトル: 発現ベクターは、挿入された DNA セグメント (タンパク質または RNA) の遺伝子産物を取得するために使用されます。

タイプ

クローニングベクター: クローニングベクターは、プラスミド、コスミド、ファージ、BAC、YAC、または MAC です。

発現ベクター: 発現ベクターはプラスミドベクターです。

ベクターの特徴

クローニングベクター :クローニングベクターは、複製起点、固有の制限部位、および選択マーカーで構成されています。

表現ベクトル: 発現ベクターは、クローニングベクターの特徴に加えて、エンハンサー、プロモーター領域、終結コドン、転写開始配列、翻訳開始配列をベクター内に含んでいます。

結論

クローニングベクターと発現ベクターは、外来DNAセグメントを標的細胞に導入するために組換えDNA技術で容易に使用されます。クローニングベクターと発現ベクターはどちらも宿主細胞内で複製することができます。クローニングベクターは、導入遺伝子の多数のコピーを達成しながら、外来遺伝子を標的細胞に導入するために典型的に使用される。発現ベクターは、宿主細胞内に導入された遺伝子のタンパク質またはRNAのいずれかである遺伝子産物を得るために使用されます。インスリンのような組換えタンパク質のほとんどは、発現ベクターを使用して生成されます。クローニングベクターと発現ベクターの主な違いは、組換え DNA 技術における各ベクターの適用です。

参照:

1.「クローニングベクター」。遺伝子のクローニングと分子解析。 N.p.、n.d.ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 6 月 18 日.
2. 「シャトルベクターと発現ベクター」無限。バウンドレス、2016 年 5 月 26 日。ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 6 月 18 日。

画像提供:

1. Ayacop (+ Yikrazuul) による「PBR322」 – Commons Wikimedia 経由の自身の作品 (パブリック ドメイン)
2. 「PGEX-3X クローニングベクター」Magnus Manske 著 – Magnus Manske 作成 (CC BY-SA 3.0)、Commons Wikimedia 経由


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