Векторлар туралы

Презентация қосу

Векторлар

Жоспары

І. Векторлар және оларға қойылатын талаптар
ІІ. Вектор түрлері
І. Векторлар және оларға қойылатын талаптар

Вектор деп бөтен генетикалық материалды (ДНҚ фрагментін)
клеткаға (реципиенттің) тасымалдауға қабілетті ДНҚ
молекуласын айтады. Векторлар — ген тасығыштар, ал вектор
деген сөздің өзі бағыттағыш деген мағынаны білдіреді.
ДНҚ молекуласын векторсыз, мысалы, бактериялық клеткаға
енгізсе, онда оларды бактериялық ферменттер ыдыратып
жібереді. Кейбір жағдайда ДНҚ сақталуы мүмкін, бірақ
клетканың бөлінуінде олар тұқым қуаламайды. Осындай
жағдай болмас үшін векторлық молекулалар қолданылады.
І. Векторлар және оларға қойылатын
талаптар
Векторларды эксперименттік жолмен құрастырады және оларға келесі
талаптар қойылады:
1) Репликация сайты (Ori);
2) құрамында рестриктазалар танып, үзе алатын нуклеотидтер тізбегі
болуы керек, әйтпесе векторға ДНҚ фрагментін енгізу мүмкін емес;
3) оның, бір немесе бірнеше таңбаланған гендері (маркерлері) болуы
керек, сол таңбалар бойынша қажет геннің клетканың (реципиенттік)
ішіне енгенін анықтайды;
4) вектордың, клетка ішіндегі көшірмелері жеткілікті мөлшерде болуы
керек.
5) Мөлшері үлкен болмауы тиісті.
6) Вектордың көбиюіне жасуша ішінде ештене бөгет жасамауы тиісті.
І. Векторлар және оларға қойылатын
талаптар
Векторлық молекуланың шығу козі болып бактериялық
плазмидалар мен вирустар (әсіресе фагтар) саналады.
Векторлардың негізгі 6 түрі бар.
1. Плазмида
2. Космида
3. Фазмида
4. Шаттл вектор
5. Жасанды бактериалды хромосомалар
6. Жасанды ашытқы хромосомалар
1. Плазмида
Плазмидалар — хромосомадан тыс реплекацияланатын ДНҚ
молеукуласы. Плазмидалар көбінесе бактерияларда кездеседі,
ол екі тізбекті сақина молекулалары. Вектор ретінде мөлшері
15— 20 мың н. ж. дейінгі, көбінесе 2-ден 10 мың н. ж.
құралған кішігірім плазмидалар қолданылады. Плазмидалық
векторлар генді бактерияларға тасымалдап, оның тиімді
жұмысын қамтамасыз ете алады. Плазмида терминің ең
бірінші рет америкалық молекулалық биолог Джошуа
Ледербергпен 1952 ж. ұсынылды.
1. Плазмида
Мөлшері және саны
Кейбір плазмидалардың жасушадағы саны 10-100 көшірме (copies) оларды
көп көшірмелі плазмидалар д.а.
Егер жасушада көшірме саны 1-4 аралығында болса оны аз көшірмелі
плазмида д.а.
Геометриясы
Плазмидалардың көбісі сақиналы (кольцевые) болсада тізбекті (линейные)
плазмидасы бар бактерияларда кездесіді.
Плазмида мөлшері Жасушада плазмиданың
Плазмида Иесі Геометриясы
(мың н.ж) көшірмелер саны
Bacillus
pUB110 2,3 Сақиналы 20—50
subtilis
Escherichia
ColEl 6,6 Сақиналы 10—30
coli
Borrelia
lp25 24,2 Тізбекті 1—2
burgdorferi
1. Плазмида
Плазмиданы жасушаға тасмалдау жолдары.
1. Конъюгация
2. Трансдукция
3. трансформация
1. Плазмида
Плазмидалар қызметі
Плазмидалардың көбісі иесінің фенотипінде айтарлықтай
өзгерістер әкелмейді. Басқалары керсінше жасуша иесіне белгілі
бір қоршаған ортада тірі қалуға көмек беретін қасиетер болуына
жауапты.
1. Плазмида
Плазмидалардың жасушадағы қызметі әралуан түрлі, оларға
келесілер жатады:
Гемолизин синтезі - Hly-плазмида;
Ауыр металдарға төзімділік;
Энтеротоксиндердің синтезі - Ent-плазмида;
УФ – төзімділік;
Антиген синтезі – антиген колонизациялаушы плазмидаоар;
рестрикция-модификация жүиелері;
Камфораны ыдарату (САМ п.), ксилолды (XYL п.), салицилатты
(SAL п.) (Pseudomonas кейбір штамдарынан табылған).
1. Плазмида
F-плазмида - Escherichia coli K-12 жасушасының конъюгативті
эписомасы, бактериялялардың жыныстық көбиюінің бірт түрі –
конъюгацияға қатысатын жасушалық элимент. Сақиналық ДНҚ-
ның мөлшері 94,5 мың н.ж. Ода өзінің репликация бастайтың
сайты - oriV және үзу нүктесі бар – oriT.
R-плазмида- сақиналы екі тізбекті ДНҚ молекуласы, бұл
плазмидада репликация механизімі және жасуша реципиентке
резистентілік қаситетін беруге жауапты гендері бар, бұдан басқа
белгілі бір антибиотикке тұрақтылық көрсететін гендері бар.
Col-плазмида – колицин деген ерекше ақуыздарды синтездейді,
басқа бактериялардың өсуі мен көбиюін тежейді бірақ оны
өндіруші бактерияға зиянсыз. Бұл феномен 1925 ж. A. Gratia E.
coli. Штамынан табады.
1. Плазмида

Мөлшері
Плазмида Иесі Қызметі
(мың. н. ж.)
Тетрациклинге
pT181 Staphylococcus aureus 4,4
төзімділік
Колицин түзілуі және
ColEl Escherichia coli 6,6
оған төзімділік
рестрикция-
pMBl Escherichia coli 8,5
модификация жүиелері
pGKL2 Kluyveromyces lactisb 13,5 Киллер-Плазмида
Ауыр металдардвң
pI258 Staphylococcus aureus 28,0
иондарына төзімділік
Энтеротоксиннің
pX01 Bacillus anthracis 181,7
синтезі
1. Плазмида
Плазмидаларды классификациялайтын бірнеше системалар
бар, олар келесі ерекшеліктерге негізделген:
топология (тізбекті немес сақиналы),
Репликация механизмі бойынша,
Плазмидадағы маркерлік гендерге байланысты,
Көшірмелерге байланысты,
конъюгативті / конюгативті емес.
2. Космида
Космида (Cosmides) — құрамында лябда фагтың ДНҚ сының
фрагменті және соs-телімі (участок) бар плазмида. Гендік
кітапханалар құру үшін қолданылады. Космидаларды бірінші
рет 1978 ж. Коллинс және Брюнинг құрастырады. Космида
көмегімен 32-47 мың н.ж болатын мөлшердегі ДНҚ-ны
тасмалдауға болады, салыстырмалы түрде плазмида
көмегімен тек 4-5 мың н.ж мөлшерде ДНҚ-ны ғана
тасмалдауға болады. Оған қоса космидалар фагты
бөлшектерге оралады, бұл оларды трансдукция көмегімен
бактерияға енгізуге мүмкіндік береді, және космида жасанды
түрде құрастырылады.
3. Фазмида
Фазмида (phasmid) [грек. pha(gos) — жеуші және plasma —
құрастырылған] — гибридті вектор, фаг және плазмида
геномының бөліктерінен құралған. Фазмидаға бөтен ДНҚ-ны
еңгізгенен кейін бір жағдайларда фаг ретінде, басқа
жағдайларда плазмида ретінде дамиды.
4. Шаттл вектор
Рекомбинанты вектор, прокариот
және эукариот жасушаларында
репликациаланатын аймақтары
бар. Мысалы pFH7 плазмидасы
екі репликон біріктіруінен пайда
болған, біреуі B. Subtilis –тің
pC194 плазмидасынан бастау
алса, екіншісі E. Coli - pBR322
плазмидасы, бұл қасиет векторға
E. Coli-де және B. Subtilis-де
репликациялануға мүмкіндік
береді.
5. Жасанды бактериалды
хромосомалар
ВАС F-фактордың репликация инициация нүктесі мен екі
жас жасушаға плазмидтердің ажыратылуын қамтамасыз
ететін плазмидтік векторлар. ВАС плазмидтерді
бактериялық хромосомадан бөліп алу оңай. ВАС-тар
ұзындығы 100-3000 кб болатын рекомбинатты ДНҚ-ны
қабылдай алады. ВАС адам геномы жобасында
хромосомалардың үлкен бөліктерін клондау мен
секвенирлеу кезінде қолоданды.
6. Жасанды ашытқы
хромосомалар
S. Cerevisiae үшін экспресияланатын 3 вектор түрі бар:
1. Эписомалық, немесе плазмидалық векторлар (YEps)
2. Интеграциялық векторлар (Yips)
3. Жасанды ашытқы хромосмалары (YAC)
6. Жасанды ашытқы
хромосомалар
1. Плазмидалық векторлар секреттелетін және секреттелмейтін гетерологиялық
ақуыздарды алу үшін кен қолданылады. Бірақ плазмида негізіндегі экспрессия
системалары жасушаны үлкен көлемде (>10 л) өсірген кезде тұрақты болмайды.
2. Экспрессиялаушы вектордын хромосомалық ДНҚ-ға интеграциясы кезінде стабилді
рекомбинатты ағза пайда болатына қарамастан екінші типті вектор кен қолданыс таппады,
себебі клондалған геннің көшірмелер саны хромосомаға бір генмен шектеледі, басқа
сөзбен айтқанда ақуыздың шығымы төмен болады.
3. E. coli жасушаларында өсірілген және ашытқы (S. Cerevisiae) жасушаларына енгізілген
кіші плазмидалар. YAC экариотты хромосоманың кішкентай моделі. YAC-тар құрамына
репликация ориджині, селективті маркерлер мен клетка бөліну процесінде YAC-тың
жаңадан пайда болған клеткаларына сегрегациясын қамтамасыз ететін 2 теломера мен 1
центромера кіреді. Бөтен ДНҚ фрагменттері YAC-тың ортасында орналасқан рестрикция
сайттарына енгізіледі. YAC-тар ұзындығы 200 кб-дан (1 кб = 1000 н.ж) 2 мегабазға (1 мб
= 1 миллион н.ж) дейін үлкен ДНҚ фрагменттерін енгізуге мүмкіншілік береді. YAC-тар
ВАС-тар секілді адм геномы жобасында маңызды рөл атқарды.
2. Вектор.
80-ніңші жылдары pBR322
плазмидалық векторры ең әйгілі
және уневирсалды веторлардың
бірі болған. Плазмида ұзындығы
4361 н. ж. Ампицилин және
тетрациклин антибиотиктеріне
тұрақты екі гені бар. Tet генінде
уникалді сайтар BaмHI, HindII,
SalI үшін, және PstI сайты Amp
генінде орналасқан (негізі осындай
сайттар саны 40-қа жуық), ал
EcoRI кодталмайтын тізбектере
орналасқан, және E. coli
жасушасында репликацияланатын
басталу сайты бар. Бөгде ДНҚ
BaмHI сайтына орнығады.
2. Вектор.
Промоторлар, Энхансерлер, сайленсерлер.
Әрбір жұмыстеуші геннің алдында қысқа ДНҚ аймағы Промотор бар. Дәл сол
жерге РНК полимераза бекиді. Промоторлар әр түрлі болады:
Біріншіден олар күші жағынан әртүрлі болады.
Екіншіден прокариот және эукариот промоторлары әртүрлі.
Үшіншіден эукариоттарда РНК полимеразаның бірнеше типі бар. Әр РНК
полимеразаны өзінің танитың промоторлары болады.
Төртіншіден әртүрлі промоторлар әртүрлі қосылады. Біреулер әрдайым жұмыс
істеп тұрса, екіншілері керсінше белгілі бір жағдайларда ғана жұмыс істейті.
(тем. Белгілі бір зат.)
Эукариоттарда промоторлардаң басқа ген экспрессияны регуляциялайтын ДНҚ
аймақтары бар, энхансерлер (транскрипцияны күшейткіштер), сайленсерлер
(транскрипцияны бәсендетушілер).
1 3 4
‘‘‘‘

’’’’ ‘‘‘‘‘
’’ ’’’

‘

’’ ‘ ’’’’’
’
‘‘‘‘‘‘‘‘‘

’’’’’’’’’’’
‘ ’
’’’’’’’ ’’’’
‘‘‘

‘‘‘‘‘
1. Конъюгация
2. Космида
3. Фазмида
4.Эписома

Ұқсас жұмыстар

Стереометриядағы векторлық әдіс

Вектор

Векторды коллинеар емес екі вектор бойынша және координаттық осьтер бойынша жіктеу

Векторлық кеңістік

Векторлардың түрлері және анықтамалары

Векторлардың векторлық көбейтіндісі

Гендік инженерияда қолданылатын векторлар

Рекомбинантты ДНҚ - ны құрастыру

Өсімдіктердің гендік инженериясының негіздері

Екі вектор арасындағы бұрыш

Пәндер