7.14D: Vectores lanzadera y vectores de expresión

Un vector de expresión es generalmente un plásmido que se usa para introducir un gen específico en una célula diana.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Explicar la estructura y función de los vectores lanzadera y de expresión

Claves para llevar

Puntos Clave

• El plásmido es frecuentemente diseñado para contener secuencias reguladoras que actúan como regiones potenciadoras y promotoras y conducen a una transcripción eficiente del gen portado en el vector de expresión.
• Los vectores de expresión deben tener señales de expresión tales como un promotor fuerte, un codón de terminación fuerte, ajuste de la distancia entre el promotor y el gen clonado, y la inserción de una secuencia de terminación de la transcripción y una secuencia de iniciación de la traducción portátil.
• Los vectores de expresión se utilizan para técnicas de biología molecular como la mutagénesis dirigida al sitio.

Términos Clave

• plásmido: Un círculo de ADN bicatenario que está separado de los cromosomas, el cual se encuentra en bacterias y protozoos.
• vector de expresión: Un vector de expresión, también conocido como constructo de expresión, es generalmente un plásmido que se usa para introducir un gen específico en una célula diana.
• transcripción: La síntesis de ARN bajo la dirección del ADN.

Un vector de expresión, también conocido como constructo de expresión, es generalmente un plásmido que se usa para introducir un gen específico en una célula diana. Una vez que el vector de expresión está dentro de la célula, la proteína que es codificada por el gen es producida por los complejos ribosómicos celular-maquinaria de transcripción y traducción. El plásmido es frecuentemente diseñado para contener secuencias reguladoras que actúan como regiones potenciadoras y promotoras y conducen a una transcripción eficiente del gen portado en el vector de expresión. El objetivo de un vector de expresión bien diseñado es la producción de grandes cantidades de ARN mensajero estable y, en extensión, proteínas. Los vectores de expresión son herramientas básicas para la biotecnología y la producción de proteínas como la insulina, la cual es importante para el tratamiento de la diabetes.

Figura: El plásmido pGEX3x: El plásmido pGEX-3x es un vector de clonación popular. Tenga en cuenta la presencia de un sitio de clonación múltiple, un promotor, un represor y un marcador seleccionable.

Después de la expresión del producto génico, se requiere la purificación de la proteína; pero como el vector se introduce en una célula huésped, la proteína de interés debe purificarse a partir de las proteínas de la célula hospedadora. Por lo tanto, para facilitar el proceso de purificación, el gen clonado debe tener una etiqueta. Esta etiqueta podría ser una etiqueta de histidina (His) o cualquier otro péptido marcador.

Los vectores de expresión se utilizan para técnicas de biología molecular como la mutagénesis dirigida al sitio. Los vectores de clonación, que son muy similares a los vectores de expresión, implican el mismo proceso de introducir un nuevo gen en un plásmido, pero el plásmido se agrega luego a las bacterias con fines de replicación. En general, los vectores de ADN que se utilizan en muchos experimentos de clonación génica de biología molecular no necesitan dar como resultado la expresión de una proteína.

Los vectores de expresión deben tener señales de expresión tales como un promotor fuerte, un codón de terminación fuerte, ajuste de la distancia entre el promotor y el gen clonado, y la inserción de una secuencia de terminación de la transcripción y un PTIS (secuencia de iniciación de la traducción portátil).

Un vector lanzadera es un vector que puede propagarse en dos especies hospedantes diferentes, por lo tanto, el ADN insertado puede probarse o manipularse en dos tipos de células diferentes. La principal ventaja de estos vectores es que pueden manipularse en E. coli y luego usarse en un sistema que es más difícil o más lento de usar.

Los vectores lanzadera se pueden usar tanto en eucariotas como en procariotas. Los vectores lanzadera se utilizan frecuentemente para hacer rápidamente múltiples copias del gen en E. coli (amplificación). También se pueden utilizar para experimentos in vitro y modificaciones como mutagénesis y PCR. Uno de los tipos más comunes de vectores lanzadera es el vector lanzadera de levadura que contiene componentes que permiten la replicación y selección tanto en células de E. coli como en células de levadura. El componente E. coli de un vector lanzadera de levadura incluye un origen de replicación y un marcador seleccionable, como una resistencia a antibióticos como la beta lactamasa. El componente de levadura de un vector lanzadera de levadura incluye una secuencia de replicación autónoma (ARS), un centrómero de levadura (CEN) y un marcador seleccionable de levadura.