你可能提過(guò)很多質(zhì)粒 卻不一定知道這些
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發(fā)布時(shí)間:2017-08-03
經(jīng)常提質(zhì)粒嗎?熟練之后,提質(zhì)粒乃至質(zhì)粒構建都很簡(jiǎn)單。但如果真問(wèn)起一些質(zhì)粒的細節,可能很多人回答不了。不信隨我看看。
質(zhì)粒組成要素
一個(gè)合格的質(zhì)粒含有以下組成部分:
復制起始位點(diǎn) Ori 即控制復制起始的位點(diǎn)。原核生物 DNA 分子中只有一個(gè)復制起始點(diǎn)。而真核生物 DNA 分子有多個(gè)復制起始位點(diǎn)。
抗生素抗性基因 可以便于加以檢測,如 Amp+ 、Kan+。
多克隆位點(diǎn) MCS 克隆攜帶外源基因片段
P/E 啟動(dòng)子/增強子
Terms 終止信號
加 poly(A)信號 可以起到穩定 mRNA 作用
如何閱讀質(zhì)粒圖譜
第一步:首先看 Ori 的位置,了解質(zhì)粒的類(lèi)型(原核/真核/穿梭質(zhì)粒)。
第二步:再看篩選標記,如抗性,決定使用什么篩選標記。
Ampr 水解β-內酰胺環(huán),解除氨芐的毒性。
tetr 可以阻止四環(huán)素進(jìn)入細胞。
camr 生成氯霉素羥乙?;苌?,使之失去毒性。
neor(kanr)氨基糖苷磷酸轉移酶 使 G418(長(cháng)那霉素衍生物)失活
hygr 使潮霉素β失活。
第三步:看多克隆位點(diǎn)(MCS)。它具有多個(gè)限制酶的單一切點(diǎn)。便于外源基因的插入。如果在這些位點(diǎn)外有外源基因的插入,會(huì )導致某種標志基因的失活,而便于篩選。決定能不能放目的基因以及如何放置目的基因。
第四步:再看外源 DNA 插入片段大小。質(zhì)粒一般只能容納小于 10Kb 的外源 DNA 片段。一般來(lái)說(shuō),外源 DNA 片段越長(cháng),越難插入,越不穩定,轉化效率越低。
第五步:是否含有表達系統元件,即啟動(dòng)子-核糖體結合位點(diǎn)-克隆位點(diǎn)-轉錄終止信號。這是用來(lái)區別克隆載體與表達載體??寺≥d體中加入一些與表達調控有關(guān)的元件即成為表達載體。選用那種載體,還是要以實(shí)驗目的為準繩。
啟動(dòng)子-核糖體結合位點(diǎn)-克隆位點(diǎn)-轉錄終止信號
啟動(dòng)子-促進(jìn) DNA 轉錄的 DNA 順序,這個(gè) DNA 區域常在基因或操縱子編碼順序的上游,是 DNA 分子上可以與 RNApol 特異性結合并使之開(kāi)始轉錄的部位,但啟動(dòng)子本身不被轉錄。
增強子/沉默子-為真核基因組(包括真核病毒基因組)中的一種具有增強鄰近基因轉錄過(guò)程的調控順序。其作用與增強子所在的位置或方向無(wú)關(guān)。即在所調控基因上游或下游均可發(fā)揮作用。/沉默子-負增強子,負調控序列。
核糖體結合位點(diǎn)/起始密碼/SD 序列(Rbs/AGU/SDs):mRNA 有核糖體的兩個(gè)結合位點(diǎn),對于原核而言是 AUG(起始密碼)和 SD 序列。
轉錄終止順序(終止子)/翻譯終止密碼子:結構基因的最后一個(gè)外顯子中有一個(gè) AATAAA 的保守序列,此位點(diǎn) down-stream 有一段 GT 或 T 富豐區,這 2 部分共同構成 poly(A)加尾信號。結構基因的最后一個(gè)外顯子中有一個(gè) AATAAA 的保守序列,此位點(diǎn) down-stream 有一段 GT 或 T 富豐區,這 2 部分共同構成 poly(A)加尾信號。
為什么質(zhì)粒圖譜上有的箭頭順時(shí)針有的箭頭逆時(shí)針,那其實(shí)是代表兩條 DNA 鏈,即質(zhì)粒是環(huán)狀雙鏈 DNA,它的啟動(dòng)子等在其中一條鏈上,而它的抗性基因在另一條鏈上。
如何選擇載體
把一個(gè)有用的基因(目的基因——研究或應用基因)通過(guò)基因工程手段送到生物細胞(受體細胞),需要運載工具(交通工具)攜帶外源基因進(jìn)入受體細胞,這種運載工具就叫做載體(vector)。
P.S. 基因工程所用的 vector 實(shí)際上是 DNA 分子,是用來(lái)攜帶目的基因片段進(jìn)入受體細胞的 DNA。
選擇載體主要依據構建的目的,同時(shí)要考慮載體中應有合適的限制酶切位點(diǎn)。如果構建的目的是要表達一個(gè)特定的基因,則要選擇合適的表達載體。
載體選擇主要考慮下述 3 點(diǎn):
1. 構建 DNA 重組體的目的,克隆擴增/表達表達,選擇合適的克隆載體/表達載體。
2. 載體的類(lèi)型:
克隆載體的克隆能力-據克隆片段大?。ù筮x大,小選?。?。如<10kb 選質(zhì)粒。
表達載體據受體細胞類(lèi)型-原核/真核/穿梭,E.coli/哺乳類(lèi)細胞表達載體。
對原核表達載體應該注意 3 點(diǎn):選擇合適的啟動(dòng)子及相應的受體菌;用于表達真核蛋白質(zhì)時(shí)注意克服 4 個(gè)困難和閱讀框錯位;表達天然蛋白質(zhì)或融合蛋白作為相應載體的參考。
3. 載體 MCS 中的酶切位點(diǎn)數與組成方向因載體不同而異,適應目的基因與載體易于鏈接,不產(chǎn)生閱讀框架錯位。
選用質(zhì)粒(最常用)做載體的 4 點(diǎn)要求:
選分子量小的質(zhì)粒,即小載體(1-1.5 kb)→不易損壞,在細菌里面拷貝數也多(也有大載體);
一般使用松弛型質(zhì)粒在細菌里擴增不受約束,一般 10 個(gè)以上的拷貝,而嚴謹型質(zhì)粒 < 10 個(gè)。
必需具備一個(gè)以上的酶切位點(diǎn),有選擇的余地;
必需有易檢測的標記,多是抗生素的抗性基因,不特指多位 Ampr(試一試)。
無(wú)論選用哪種載體,首先都要獲得載體分子,然后采用適當的限制酶將載體 DNA 進(jìn)行切割,獲得分子,以便于與目的基因片段進(jìn)行連接。
(本文轉載丁香通)