基因载体根据其来源和性质主要可以分为质粒载体、噬菌体载体、粘粒载体、病毒载体和人工染色体这5大类别,而这5大类别接着往下细分,则还有更多种类哦~
我们可以通过上面这1张思维导图,对基因载体的分类汇总情况进行初步了解,也可以接着往下详细了解每种载体的特征、用途等!
一、质粒载体
概述:质粒载体通常带有一个或一个以上的选择性标记基因和一个人工合成的含有多个限制性内切酶识别位点的多克降位点序列,并去掉了大部分非必需序列,使分子量尽可能减少,以便于基因工程操作。
特征:具有合适的复制起始位点、合适的选择性标记基因;若干限制性内切酶的单一位点;具有较小的分子量和较高的拷贝数。
用途:常用于基因克隆、基因转移、基因工程、分子标记等。
常用载体:表达质粒(如pET系列、pLLP系列等);克隆质粒(如pTZ19R、pUC57等);RNA干扰质粒(如pGIPZ系列、pCMV6系列等);双杂交质粒(如pGBKT7、PGADT7等);表面显示质粒(如pGEX、pMAL等)。
二、噬菌体载体
概述:一种广泛用于基因工程中的细菌病毒,可以将其携带的DNA插入细菌染色体或者细胞中的质粒中,进而实现目的基因的插入、复制和表达。
特征:具有高复制效率,能够生成大量的基因重组子;对宿主细胞的选择性较强;安全性好,不会对宿主细胞造成伤害。
用途:常用于DNA片段的克隆、基因表达载体的构建、基因功能研究、基因治疗等。
常用载体:λ类噬菌体和M13噬菌体载体。
三、粘粒载体
概述:主要用于将外源DNA片段转移到宿主细胞中。这些载体通常是大肠杆菌等微生物的基因组成部分,由环状或线性的DNA构成。
特征:粘粒载体通常较小、结构简单,便于操作和转化;具有复制特性、稳定性多种插入位点;大多数粘粒载体还包含抗生素抗性基因,便于宿主细胞的筛选。
功能:常用于分子克降实验。
常用载体:如pBR322系列、pUC系列、pGEM系列等。
四、病毒载体
概述:利用病毒传送其基因组进入其他细胞进行感染。可发生于完整活体(in vivo)或是体外培养(in vitro)中。
特征:具有高复制能力;靶向性强,可以将特定基因导入特定细胞类型;安全性高,经过改造的病毒载体通常具有较低的致病性;易于构建。
用途:常用于基因治疗、疫苗研发、蛋白质生产和诊断等。
常用载体:腺病毒(如Ad2、Ad5等);相关病毒(如rAAV2、rAAV8等);逆转录病毒(如Gag-pol融合载体等);慢病毒(如pLenti系列、pCRES系列等)。
五、人工染色体
概述:一种通过基因工程手段人工制造出的染色体,可以容纳更长的DNA片段,用较少的克隆就可以包含特定的基因组全部序列,从而保持了基因组特定序列的完整性。
特征:具有遗传多样性,人工染色体可以通过基因编辑、基因拼接等技术增加新的基因或基因片段,从而增强其遗传多样性;具有稳定性,通过科学方法构建的人工染色体结构较为稳定,不易发生断裂或变异。
用途:常用于基因编辑、基因库建立。
常用载体:酵母人工染色体(YAC)、细菌人工染色体(BAC)、P1派生人工染色体(PAC)、哺乳动物人工染色体(MAC)和人类游离人工染色体(HAEC)。