تبیان، دستیار زندگی
همان طور که در قسمت اول گفته شد از باکتریوفاژها نیز می‌توان به عنوان ناقل DNA هدف ژن کلونینگ استفاده کرد. از جمله فاژهای مورد استفاده در مهندسی ژنتیک، فاژλ است که باکتری اشرشیاکولی را آلوده می‌کند.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

ناقل‌های کلونینگ (2)

فاژ لاندا

فاژ لاندا

همان طور که در قسمت اول گفته شد از باکتریوفاژها نیز می‌توان به عنوان ناقل DNA هدف ژن کلونینگ استفاده کرد. از جمله فاژهای مورد استفاده در مهندسی ژنتیک، فاژ لاندا است که باکتری اشرشیاکولی را آلوده می‌کند.

وکتور‌هایی که از باکتریوفاژ لاندا ساخته می‌شوند برای کلون کردن قطعات DNA بزرگتر از 25 کیلوباز مناسب‌تر از وکتورهای پلاسمیدی اند. از این رو استفاده از وکتورهای مشتق از فاژ لاندا برای ساخت کتابخانه‌ی ژنومی ( مجموعه‌ی جامعی از قطعات DNA یا mRNA رونویسی شده از روی آنها، که  نماینده‌ی ژنوم موجودات است) متداول‌تر است.

نحوه‌ی آلوده‌سازی فاژ لاندا  به دو صورت می‌تواند باشد:

1. چرخه‌ی لیتیک- در این نوع رشد  DNA فاژ در سلول باکتری همانندسازی می‌کند وبلافاصله سنتز پروتئین‌های ساختمانی ( پروتئین‌های تشکیل دهنده‌ی کپسید یا پوشش ویروسی) از روی آن آغاز می‌شود و اجزای تشکیل دهنده‌ی فاژ ( پروتئین‌های کپسید و DNA فاژی ) با هم جمع شده و تشکیل یک فاژ کامل جدید را می‌دهند. ذرات فاژی جدید با تخریب  سلول باکتری  آزاد می‌شوند.

2. چرخه‌ی لیزوژنیک- برخلاف چرخه‌ی لیتیک، که DNA فاژ در سلول باکتری باقی نمی‌ماند، در چرخه‌ی لیزوژنیک DNA فاژی به درون کرومزوم باکتری وارد می‌شود در این حالت به آن پروفاژ می‌گویند که شکل غیرفعال فاژ است. باکتری که به این صورت آلوده شده است را لیزوژن می‌گویند که از نظر ظاهری تفاوتی با باکتری‌های آلوده نشده ندارد. در حالت لیزوژنیک، فاژ باکتری را تخریب نمی‌کند و باکتری قادر به ادامه‌ی حیات خود است. زمانی که پروفاژ از کرومزوم باکتری خارج شود فعال می‌شود و چرخه‌ی لیتیک را آغاز می‌کند که در نهایت سبب تخریب سلول باکتری می‌شود. در شکل زیر نحوه‌ی آلوده ساز فاژ لاندا نشان داده شده:

نحوه‌ی آلوده ساز فاژ?

فاژ لاندا شامل یک سرچندوجهی -که ‌ DNA فاژ در آن واقع شده- و یک دم -که با اتصال به دیواره‌ی باکتری در تزریق DNA  فاژ به باکتری نقش دارد- می‌باشد. لانداDNA  چهل و نه کیلوبازی و دورشته‌ای است و یک نسخه از آن به صورت خطی در قطعه‌ی سر فاژ قرار گرفته.

نکته‌ی جالب در مورد ژنوم لاندا وجود دو انتهای چسبنده مکمل در طرفین مولکوی خطی ‌DNA است. این دو انتهای چسبنده می‌توانند با یکدیگر تشکیل پیوند دهند و مولکول به شکل حلقوی مبدل شود.

ژنوم لاندا پروتئین‌های سازنده‌ی سر و دم، پروتئین‌های دخیل در همانندسازی و پروتئین‌های فعال کننده‌ی چرخه‌ی لیتیک را کد می‌کند. یکی از خصوصیات نقشه‌ی ژنتیکی لاندا این است که ژن‌هایی که در فعالیت‌های مشابه شرکت دارند در کنار یکدیگر واقع شده‌اند. می‌توان 4 منطقه روی آن تعریف کرد که به ترتیب قرارگیری عبارتند از: منطقه‌ی سری ( ژن‌های پروتئین‌های سازنده‌ی سر)، منطقه‌ی دمی ( ژن‌های پروتئین‌های سازنده‌ی پروتئین‌های دمی) منطقه‌ی همانندسازی، منطقه‌ی لیتیک.

ناحیه‌ی مرکزی ژنوم لاندا حاوی ژن‌های غیر ضروری در روند آلوده‌سازی سلول باکتری است که آن را خارج می‌نمایند و قطعه‌ی DNA خارجی را به جای آن وارد می‌کنند. این ناحیه‌ی غیرضروری شامل ژن‌هایی است که در وارد شدن فاژ به کرومزوم باکتری و خارج شدن پروفاژ  از ژنوم باکتری فعالیت می‌کنند.

حذف این ناحیه از دو جهت سودمند است:

1. اندازه‌ی فاژ کوچک می‌شود و امکان اضافه نمودن DNA جدید با اندازه‌ی 25 کیلوباز را به ما می‌دهد.

2.حذف این ناحیه فاژ را غیر لیزوژنیک کرده و باعث می‌شود فاژ چرخه‌ی آلوده‌سازی لیتیک را دنبال کند و دیگر نیازی به القای فاژ برای تبدیل فاژ لیزوژنیک به لیتیک نیست.

بعد از وارد کردن قطعه DNA خارجی به ژنوم فاژ، آن را در پوشش فاژ بسته بندی می‌کنند و در مجاور باکتری‌های اشرشیاکولی قرار می‌دهند تا آلوده‌سازی صورت گیرد. باتخریب سلول باکتری پلاک‌‌هایی در محیط کشت حاصل می‌شود به این ترتیب کلونی‌های نوترکیب قابل شناسایی اند و دیگر نیاز به استفاده از نشانگر انتخابی، که در هنگام استفاده از پلاسمیدها لازم بود، نیست.

برای آنکه ژنوم نوترکیب لاندا در ساختمان سر فاژ قابل بسته بندی باشد کل اندازه‌ی آن نباید بیشتر از 52 کیلوباز باشد. در غیر اینصورت بسته بندی انجام نشده و ذرات فاژی آلوده کننده تشکیل نمی‌شوند.

برای رفع نواقص این نوع وکتور و کارایی بیشتر، مهندسین ژنتیک با ایجاد تغییراتی وکتورهای مختلفی از آن ساخته ‌اند.

نویسنده: سمانه سادات عنایتی