Un vettore è un metodo che gli scienziati e medici professionisti utilizzano per inserire un gene da un organismo in un altro. Attraverso l'utilizzo di vettori di gene personalizzati, una romanzo sequenza del DNA può essere inserita in una cella o una popolazione delle cellule di cambiare la sua biochimica. Tecniche vettoriali sono sempre più importanti per l'industria biofarmaceutica perché hanno lasciato gli scienziati inserire geni in batteri che causano loro di produrre farmaci che altrimenti sarebbe troppo costosi per creare.
La base biologica di tecniche vettoriali
Cellule animali tenere loro geni all'interno del nucleo della cellula e non trasferiscono tra le cellule. Batteri e virus sono molto più promiscua, trasferimento di plasmidi (spire circolari di DNA) tra organismi. Gli scienziati dirottano i meccanismi biochimici di questi batteri e virus per trasferire le sequenze specifiche del DNA. In primo luogo, gli scienziati trovano un gene virale o batterico che si incorpora in geni di un host e isolare il DNA che circonda quel gene. Questa sequenza circostante è spesso un elemento impionbatura o replica che consente la destinazione gene espresso nella cellula ospite.
Plasmide
Plasmidi sono gli anelli di DNA contenuta in batteri e alcuni altri microrganismi. Essi sono a volte utilizzati come vettori per il trasferimento di geni tra gruppi di batteri. Plasmidi spesso contengono sequenze di inserzione in modo che possano integrare il cromosoma batterico e in modo affidabile passare di generazione in generazione. Per rendere un vettore plasmidico, ricercatori prendere un plasmide esistente (i plasmidi dei batteri e. coli sono una scelta popolare) e passare i geni batterici con i geni che vogliono esprimere in batteri mutanti. Il plasmide modificato viene aggiunto ad una sospensione contenente batteri, che vengono poi esposti a calore o elettricità. Questo indebolisce le cellule, e alcuni di loro in modo casuale acquisirà il plasmide. Questi sono separati da batteri che non acquisiscono il plasmide perché solo plasmide contenente batteri sopravviverà in certi media di crescita.
Basato su retrovirus
Biochimica di virus è un altro metodo con cui geni possono essere trasferiti ai batteri per scopi di ricerca o farmaceutici. Un virus batterico chiamato fago lambda ha sequenze di DNA che si sono evoluti per inserirsi nel DNA di batteri ospite. Gli scienziati usano fago lambda per progettare cicli di DNA chiamati cosmidi. Questi sono superiori ai plasmidi perché possono contenere più materiale genetico, consentendo il trasferimento di più grande (o più) geni. DNA del cosmide spesso è incapsulato in un cappotto di proteine chiamate un capside che inietta il cosmide in una cellula batterica. Le proteine del capside lo rende molto più facile ottenere il trasferimento del gene ad alto rendimento.
Lentivirus
Plasmidi e i cosmidi sono generalmente utili per il trasferimento di geni in batteri. Inserimento di geni in cellule eucariotiche, come quelli degli esseri umani, richiede tecniche diverse. Un metodo di trasferimento genico è una classe speciale di virus chiamato un retrovirus, che insinua il relativo senso nel DNA di una cellula ospite di fusione con la membrana cellulare e inserire l'host gemome DNA. Lentivirus sono il vettore retrovirale più popolare. I ricercatori ingegnere un lentivirus che manca il macchinario di replica tipica. Così, il virus può ancora insinuare sé nell'host del DNA ma non può continuare lungo litico della via (morte cellulare) che quello conduce all'infezione virale. Invece, il virus contiene i geni che i ricercatori desiderano esprimere nella cellula ospite. La tecnica lentivirale è di uso potenziale per la terapia genica.
Virus adeno-associato
Un altro tipo di virus chiamato un virus adeno-associato (AAV) viene spesso utilizzato nella ricerca e anche è potenzialmente utile per la terapia genica. A differenza di lentivirus, adenoassociati non sempre inseriscono il DNA dell'ospite. Di conseguenza, sono più utili nelle cellule nondividing come i neuroni.
Nonbiochemical vettori
Oltre ai plasmidi e vettori basati su virus, ci sono diverse tecniche che possono inserire DNA direttamente nelle celle. Una tale tecnica è il metodo di "pistola del gene", in cui le molecole di DNA sono attaccati a grosse particelle di oro colloidale. Quando l'oro è sparato attraverso la membrana cellulare, trasporta il DNA con esso, permettendo che il DNA di incorporare la cella di destinazione. La membrana cellulare si chiude dietro la particella d'oro dopo averla fatta passare.