Geenikirjasto

Geenikirjasto on perinnöllisyystieteessä tietyn eliölajin monistettujen DNA-jaksojen kokoelma, josta geenit ja niiden osat ovat eristettävissä ja monistettavissa.

Erilaisia geenikirjastoja 
Geenikirjastoja on kahta päätyyppiä. Genominen geenikirjasto on mahdollisimman täydellinen kokoelma jonkin eliölajin kromosomaalisesta DNA:sta. cDNA-geenikirjasto puolestaan valmistetaan tutkittavien solujen mRNA:sta ja siihen yritetään siten sisällyttää kaikki kyseisten solujen tiettynä hetkenä ilmentämät geenit, joista intronit on silmukoitu pois.

Geenikirjaston valmistus

Genominen geenikirjasto 
Geenikirjaston valmistuksessa voidaan käyttää virus- tai yleisemmin plasmidivektoria. Tyypillisesti geenikirjastot valmistetaan bakteeripopulaatioon. Plasmidivektori on pienehkö rengasmainen kaksoiskierteinen DNA-molekyyli, joka on valmistettu luonnossa esiintyvistä bakteerien suurempikokoisista plasmideista. Puhdistettu plasmidi-DNA pilkotaan ensin restriktioentsyymillä suoran DNA-molekyylin muodostamiseksi. 

Genomista DNA-kirjastoa valmistettaessa genomi, josta geenikirjasto halutaan muodostaa, pilkotaan tämän jälkeen samaa restriktioentsyymiä käyttäen. Näin syntyvät genominpalaset liitetään liittäjäentsyymin avulla leikattuun plasmidi-DNA:han, jolloin muodostuu valtava määrä erilaisia yhdistelmä-DNA-renkaita.

Seuraavaksi yhdistelmä-DNA viedään ns. kompetenttien eli vierasta DNA:ta sisäänsä ottamaan kykenevien bakteerien solulimaan. Apuna voidaan käyttää esim. elektroporaatiota. Solujen kasvaessa ja jakautuessa myös yhdistelmä-DNA kahdentuu. Kaikki bakteerit eivät ota sisäänsä yhdistelmä-DNA:ta. Yhdistelmä-DNA:n sisältävät bakteerit voidaan valikoida selviytymään esim. käyttämällä plasmidivektoria, joka sisältää jonkin antibioottiresistenssigeenin. Tällöin kyseistä antibioottia sisältävällä kasvatusalustalla bakteereja kasvatettaessa vain plasmidin ja siten yhdistelmä-DNA:n sisäänsä ottaneet bakteerisolut kykenevät kasvamaan ja jakautumaan. Jokaisessa alkuperäisessä yhdistelmä-DNA:n sisäänsä ottaneessa solussa on tietty palanen vierasta genomia, jonka kaikki tästä solusta jakautuvat solut perivät. Kaikki bakteerit yhdessä sisältävät koko alkuperäisen pilkotun genomin pieninä paloina plasmideihin liittyneenä. Tällaista, esimerkiksi koko ihmisen perimän sisältävää bakteeripopulaatiota voidaan helposti ylläpitää ja kasvattaa yksittäisellä kasvatusmaljalla.

cDNA-geenikirjasto 
cDNA-kirjasto valmistetaan pääosin samaa tekniikkaa käyttäen, mutta plasmideihin liitettävä DNA tuotetaan genomin pilkkomisen sijaan käänteiskopioijaentsyymin avulla solun sisältämistä mRNA-molekyyleistä.

Lähteet

Viitteet 

Perinnöllisyystiede