Genfähren – Vektor

Um fremde Gene oder DNA-Fragmente in Zellen einschleusen zu können, benötigt man Überträger (Genfähre oder Vektor). Häufig kommen Plasmide zu Anwendung.

Worum gehts?

Welche Eigenschaften sollte ein Plasmid haben, wenn es als Vektor genutzt werden soll?

Vektoreigenschaften von Plasmiden

Ein Plasmid eignet sich als Vektor, wenn es folgende Eigenschaften hat:

  • Es muss sich möglichst einfach durch Dichtegradientenzentrifugation isolieren lassen.
  • Es muss eine Replikationsstartstelle (ori von „origin of replication“) besitzen, um sich eigenständig replizieren zu können.
  • Es sollte nicht zu groß sein (weniger als 10 000 Basenpaare)
  • Es muss geeignete Schnittstellen für Restriktionsenzyme besitzen, um den Einbau von Fremd-DNA zu ermöglichen.
  • Es muss der Empfängerzelle einen selektiven Vorteil verschaffen, damit man rekombinierte Zellen von nicht rekombinierten Zellen unterscheiden kann. Dafür eignen sich besonders Antibiotika-Resistenz-Gene.
  • Es muss ein Operon vorhanden sein, um Gene zu exprimieren. Der Promotor als Bestandteil des Operons macht die Anlagerung einer Polymerase möglich, mit dem Operator lässt sich die Genexpression zu kontrollieren. Hier kommen z.B. Das Lactose-Operon oder das Tryptophan-Operon zum Einsatz

In der Gentechnik werden natürliche und konstruierte Plasmide verwendet, die aus natürlichen Plasmiden hervorgehen. In die konstruierten Plasmide baut man dann die gewünschten Gene, eine Replikationsstartstelle, Antibiotika-Resistenzgene und Schnittstellen für mehrere Restriktionsenzyme ein.

Das Plasmid pBR 322

pBR 322 wurde Ende der 70-iger Jahre von den Wissenschaftlern Bolivar und Rodriquez entwickelt

  1. ori, Startstelle für die Replikation
  2. Gen für Ampicillinresistenz
  3. Gen für Tetracyclinresistenz

Restriktionsenzym – Schnittstellen

  1. Pst I
  2. Eco RI
  3. Hind III
  4. BamH I

Fremd-DNA kann nicht in alle Empfängerorganismen durch Plasmide übertragen werden. Es wurden deshalb für pflanzliche, tierische und menschliche Zellen andere Vektoren entwickelt, wie beispielsweise Adenoviren für Cystische Fibrose.