المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11104 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

مـهـام ودور المـؤسـسات التـجاريـة
20/10/2022
شمائل وصفات رسول الله (صلى الله عليه واله)
11-12-2014
الصفات المورفولوجية والبيولوجية لأشجار الكاكي
3-1-2016
اتّجاه ابن تيميّة في المحكم والمتشابه
26-04-2015
Otto Yulyevich Schmidt
27-7-2017
أنواع الحديد الزهر
2025-02-04

Vectors for Higher Cells  
  
175   11:23 صباحاً   date: 2025-02-02
Author : Robert Schleif
Book or Source : Genetics and Molecular Biology
Page and Part : 2nd Edition , p279-281


Read More
Date: 2025-02-02 189
Date: 2025-02-02 176
Date: 2025-01-15 221

 Cloning DNA in higher cells poses the same problems as cloning in bacteria. The vectors must permit simple purification of sizable quantities of DNA, must permit selection of transformed cells, and must have space for inserted DNA. Shuttle vectors, which have been extensively used for cloning in yeast, are a neat solution to these requirements. In addition to containing the normal bacterial cloning-plasmid elements, they contain a yeast replicon and a genetic marker selectable in yeast (Fig.1). As a result, large quantities of the vectors can be obtained by growth in E. coli and then transformed into yeast. The ability to shuttle between bacteria and yeast saves much time and expense in genetic engineering experiments

fig1. The structure of a vector for shuttling between E. coli and yeast. It contains genes permitting DNA replication and selection in both organisms

Two types of yeast replication origins can be used in yeast shuttle vectors. One is a yeast chromosomal DNA replication origin, also known as an ARS element. The other is the origin from the 2 µ circles. These are plasmid-like elements with unknown function that are found in yeast. They are somewhat more stable than the ARS vectors. Nutritional markers such as uracil, histidine, leucine, and tryptophan biosynthesis have been used as selectable genes in the appropriately auxotrophic yeast.

Viruses form a basis for many vectors useful in higher plant and animal cells. For example, one of the simplest vectors for mammalian cells is the simian virus SV4O. It permits many of the same cloning operations as phage lambda.

The terminology used with mammalian cells can be confusing. “Transformation” can mean that cells have received a plasmid. It can also mean that the cells have lost their contact inhibition. In this state they continue growing past the confluent cell monolayer stage at which normal mammalian cells cease growth. Transformation to the uninhibited growing state can result from infection by a tumor-causing virus like SV4O or it can be a result of mutation of the genome. Although loss of contact inhibition could be useful in identifying cells that have incorporated the SV4O DNA or SV4O hybrids, this property is of limited use. Other selectable genetic markers suitable for mammalian cells are required.

One useful gene for selections in mammalian cells has been the thymidine kinase gene because TK+ cells can be selected by growing them in medium containing hypoxanthine, aminopterin, and thymidine. Conversely, TK- cells can be selected by growing them in medium containing bromodeoxyuridine (Fig.2). Furthermore, virologists had previously discovered that the herpes simplex virus codes for its own thymidine kinase. Therefore the viral genome can be used as a concentrated source of the gene in an expressible form for initial cloning experiments.

fig.2 The metabolic pathways involved with some selectable genes in mammalian cells. IMP-inosine monophosphate, XMP-xanthine monophosphate, GMP-guanosine monophosphate, dUMP-deoxyuridine monophosphate, dTMP-deoxythymidine monophosphate, Brdu-bromodeoxyuridine, Brdu-MP, bromodeoxyuridine monophosphate. Aminopterin blocks tetrahydrofolate reductase, which is required for synthesis of IMP and dTMP, and mycophenolic acid blocks synthesis of XMP.

Although the thymidine kinase gene has been useful in selecting cells that have taken up foreign DNA, a selectable gene that does not require the prior isolation of a thymidine kinase negative mutant in each cell line would also be valuable. The E. coli enzyme xanthine-guanine phosphoribosyl transferase gene appears to meet these requirements. The protein product of the gene functions in mammalian cells and permits selective growth of nonmutant cells that contain the enzyme (Fig. 2). The required growth medium contains xanthine, hypoxanthine, aminopterin, and mycophenolic acid. Other dominant genes useful for the selection of transformed cells are mutant dihydrofolate reductase that is resistant to methotrexate, a potent inhibitor of the wild-type enzyme, and kanamycin-neomycin phosphotransferase. The latter is an enzyme derived from a bacterial transposon and confers resistance to bacteria, yeast, plant, and mammalian cells to a compound called G418 . Of course, for proper expression in the higher cells the gene must be connected to an appropriate transcription unit and must contain the required translation initiation and polyadenylation signals.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.