Vettori di espressione

Alcuni vettori, denominati vettori di espressione, possono produrre il prodotto proteico dei geni clonati. Per esempio, i vettori pUC e pBS pongono il DNA inserito sotto il controllo del promotore lac, che si trova a monte del sito multiplo di clonaggio. Se un DNA inserito si trova nella stessa fase di lettura del gene lacZ che interrompe, si avrà una proteina di fusione. Questa avrà una sequenza parziale della proteina β-galattosidasi all'estremità N-terminale e un'altra sequenza proteica, codificata dal DNA inserito, all'estremità C-terminale. Tuttavia se si vuole ottenere un'elevata espressione di un gene clonato, si rende necessario utilizzare vettori di espressione specializzati che solitamente funzionano meglio. I vettori di espressione batterici, tipicamente possiedono due elementi necessari per l'espressione genica: un promotore forte, in quanto tanto più mRNA viene prodotto tanto più prodotto proteico verrà sintetizzato, e un sito di legame per i ribosomi vicino a un codone di inizio ATG. Di solito è vantaggioso mantenere il gene clonato represso fino al momento in cui deve essere espresso. Un motivo per cui questo è vantaggioso, è che le proteine eucariotiche prodotte in grandi quantità possono risultare tossiche per i batteri. Anche se queste proteine non sono tossiche per sé, possono accumularsi fino a raggiungere livelli tali da interferire con la crescita delle cellule batteriche. Pertanto è conveniente tenere il gene clonato inattivo ponendolo a valle di un promotore inducibile che può essere inattivato. Il promotore lac è in una certa misura inducibile, rimanendo presumibilmente inattivo fino a che stimolato dall'induttore sintetico isopropiltiogalattoside (IPTG). Comunque, la maggior parte dei vettori di espressione produce proteine di fusione. A prima vista questo potrebbe sembrare svantaggioso in quanto non viene sintetizzato il prodotto naturale del gene trascritto. Tuttavia, gli amminoacidi in eccesso presenti nella proteina di fusione possono essere di grande aiuto nella purificazione della proteina stessa, in quanto si può agire su variazioni di pH, temperatura etc, come con tutte le altre proteine.