Was ist eine Genbibliothek?

Eine Genbibliothek ist der Begriff für Sammlungen von Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Fragmenten, die zufällig aus den Genomen von Organismen kloniert wurden. Sie werden als Plasmide kloniert, die sich getrennt von ihren Chromosomen und Phagen, die ein parasitäres Virus sind, das sich von Bakterien ernährt, replizieren können. Wenn als Plasmide kloniert, besteht die Sammlung aus Wirtszellen und jede der Zellen enthält ein DNA-Fragment. Phagengenbibliotheken bestehen aus sogenannten Phagenlysaten, bei denen es sich um Reste zerstörter Zellen handelt, in die ein DNA-Fragment eingefügt ist. Wenn Genbibliotheken eine Sammlung aller genetischen Informationen zu einem Organismus enthalten, werden sie als repräsentative Genbibliothek betrachtet.

Zusätzlich können Bibliotheken zelluläre rekombinante Nucleinsäure (RNA) zum Anlegen von Material verwenden, und diese Sammlung von Wirtszellen mit den rekombinanten Vektoren ist als cRNA-Genbibliothek bekannt. Das Screening von Genbibliotheken findet bestimmte Zellen, die Klonierungsvektoren enthalten, wobei ein bestimmtes Gen in einer Genbibliothek gesucht wird, und verwendet dann eine von vielen Techniken zum Isolieren und Ernten derselben. Nach der Ernte gelten die Zellen als geklont. Um eine vernünftige Chance zu haben, ein bestimmtes Gen zu isolieren und zu klonieren, werden gewöhnlich nur repräsentative Genbibliotheken verwendet, da jedes Gen und jedes ursprüngliche DNA-Fragment eines bestimmten Genoms darin gesammelt werden. Um eine 99% ige Chance zu erreichen, ein bestimmtes menschliches Gen zum Klonieren zu lokalisieren, müssten mehr als 600.000 klonierte Zellen gescreent werden, um das gewünschte Gen aus einer repräsentativen Genbank zu finden.

DNA wird aus einem Organismus extrahiert, um eine Genbank aufzubauen. Die Bibliothek ist so strukturiert, dass sie die DNA und ihre Tausenden verschiedener Gene organisiert. Die Bibliothek wird zu einer Sammlung von Zehntausenden von Bakterienkolonien, die jeweils mit einem DNA-Fragment aus dem Organismus moduliert sind, das ein Gen von besonderem Interesse enthält. Bibliotheken enthalten auch Restriktionsenzyme und ein Plasmid. Die Restriktionsenzyme werden verwendet, um die Nukleotidinformation der DNA zu lesen und um die DNA durch Trennen der Nukleotide voneinander in Fragmente zu schneiden.

Dieselben Restriktionsenzyme schneiden die Bakterienplasmide und die Fragmente und Plasmide werden in einem Reagenzglas kombiniert, um eine neue Kombination zu bilden. Diese rekombinanten Plasmide werden dann entweder mittels Hitzeschock oder Elektroporation in die Bakterienkultur zurückgeführt. Diese Schritte werden immer wieder durchgeführt, bis aus allen Fragmenten der ursprünglichen DNA-Extraktion eine vollständige Genbank für einen bestimmten Genomorganismus gebildet wurde.