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Lexikon der Biologie: Vektoren

Vektoren [von latein. vector = Fahrer], 1) Genetik: Klonierungsvektoren, genetische Vektoren, Vektor-DNA, die in der Gentechnologie zur Einschleusung und Vermehrung von in vitro rekombinierter DNA (Rekombination) in Wirtszellen verwendete zirkuläre oder lineare DNA (Desoxyribonucleinsäuren). Vektoren sollten so konstruiert sein, daß sie Wirtszellen effizient transformieren, in der Wirtszelle autonom repliziert, dort aber nicht mehr rekombiniert werden, an alle Tochterzellen weitergegeben werden, möglichst große DNA-Fragmente an definierter Position integrieren, die Selektion von Transformanden sowie die Reinigung der DNA-Fragmente nach unkomplizierten Verfahren erlauben. Grundlegende Elemente von Vektoren sind: a) Ein Replikationsursprung (origin of replication), der als Signalstruktur zur Replikation von Vektor-DNA im Wirtsorganismus erforderlich ist; sog. shuttle-Vektoren haben mehrere verschiedene Replikationsursprünge, die in verschiedenen Wirtssystemen aktiv sind. b) Mindestens 1, häufig jedoch 2 oder mehrere Markergene (Marker), deren Anwesenheit in transformierten Zellen (Transformation) phänotypisch leicht erkennbar ist und so die Abtrennung dieser Zellen von nichttransformierten Zellen ermöglicht; als Markergene haben sich besonders Gene für Antibiotika-Resistenzen (Resistenzfaktoren) bewährt; auch andere Markergene, wie z.B. die Gene für β-Galactosidase oder Phosphatase, können eingesetzt werden, da die Anwesenheit dieser Gene durch Farbreaktionen leicht nachgewiesen werden kann. c) Schnittstellen für Restriktionsenzyme, welche die Vektor-DNA nur einmal schneiden; in die so „geöffneten“ Schnittstellen können anschließend Segmente von Fremd-DNA eingeführt und das resultierende Konstrukt in die Wirtszellen eingeschleust werden ( Gentechnologie ). – Bakterielle Vektoren sind vielfach abgewandelte Plasmide (z.B. pBR322), DNAs von Bakteriophagen (z.B. von Lambda-Phagen) sowie Kombinationsprodukte von Plasmiden und Phagen (z.B. Cosmide, Phagemide). Vektoren für Hefe sind von der in Hefe vorkommenden 2 μm langen, zirkulären Plasmid-DNA abgeleitet (z.B. YAC-Vektoren; Hefevektoren). Für den Gentransfer (Genübertragung) in Insektenzellen werden Systeme auf der Grundlage des P-Elements von Drosophila melanogaster oder von Baculoviren verwendet. Vektoren zur Transformation von Säugerzellen (einschließlich menschlicher Zellkulturen) sind meist von Viren (z.B. SV40 [Polyomaviren] oder Retroviren) abgeleitete DNAs. Für den Gentransfer in Pflanzen hat sich das Ti-Plasmid von Agrobacterium tumefaciens bewährt. – Speziell konstruierte Vektoren sind: Expressionsvektoren mit besonders starken bzw. regulierbaren Promotoren, Ribosomenbindungsstellen und Terminatoren (sog. Kassetten) zur verstärkten Expression (Genexpression) klonierter Gene; Sekretionsvektoren für eine effektive Expression und Sekretion klonierter Genprodukte; Sequenzierungsvektoren zur Sequenzierung der einklonierten DNA nach dem Sanger-Verfahren (z.B. M13-Vektoren). Weitere (teilweise zu den genannten Gruppen gehörende) Vektorentypen bzw. Vektoren für spezifische Anwendungen sind u.a.: Insertionsvektoren, Integrationsvektoren, Minichromosomen, Sicherheitsvektoren, SP6-Vektoren, Substitutionsvektoren, Targeting-Vektoren, T7-Vektoren. Expressionsbibliothek, Genbibliothek, in-vitro-Verpackung, Klonierung, Polylinker, Sicherheitsstämme, Subklonierung, Umklonierung. 2) Parasitologie: Organismen, die bestimmte Parasiten und andere Krankheitserreger (Pathogene) von Wirt zu Wirt übertragen ( vgl. Infobox ), z.B. Insekten wie Stechmücken (z.B. Anopheles bei Malaria, Aedes bei Gelbfieber, Denguefieber, Elephantiasis), Mottenmücken, Stechfliegen (Muscidae; z.B. Tsetsefliegen bei Nagana-Seuche oder Schlafkrankheit), Flöhe, Läuse oder Zecken (z.B. bei Frühsommer-Meningoencephalitis, Lyme-Borreliose), aber auch Schnecken und Höhere Wirbeltiere wie Mäuse und Ratten. 3) Physik: Vektor. Infektionskrankheiten, Pflanzenviren, Virusinfektion.

H.K./W.W./M.B.

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