閱讀質(zhì)粒圖譜
載體主要有病毒和非病毒兩大類,其中質(zhì)粒DNA是一種新的非病毒轉(zhuǎn)基因載體。
一、一個合格質(zhì)粒的組成要素
???復(fù)制起始位點Ori 即控制復(fù)制起始的位點。原核生物DNA分子中只有一個復(fù)制起始點。而真核生物DNA分子有多個復(fù)制起始位點。
???抗生素抗性基因 可以便于加以檢測,如Amp+ ,Kan+
???多克隆位點MCS 克隆攜帶外源基因片段
???P/E 啟動子/增強子
???Terms 終止信號
???加poly(A)信號 可以起到穩(wěn)定mRNA作用
二、如何閱讀質(zhì)粒圖譜
第一步:首先看Ori的位置,了解質(zhì)粒的類型(原核/真核/穿梭質(zhì)粒)
第二步:再看篩選標(biāo)記,如抗性,決定使用什么篩選標(biāo)記。
(1)Ampr 水解β-內(nèi)酰胺環(huán),解除氨芐的毒性。
(2)tetr 可以阻止四環(huán)素進(jìn)入細(xì)胞。
(3)camr 生成氯霉素羥乙?;苌铮怪ザ拘?。
(4)neor(kanr) 氨基糖苷磷酸轉(zhuǎn)移酶 使G418(長那霉素衍生物)失活
(5)hygr 使潮霉素β失活。
第三步:看多克隆位點(MCS)。它具有多個限制酶的單一切點。便于外源基因的插入。如果在這些位點外有外源基因的插入,會導(dǎo)致某種標(biāo)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。一般來說,外源DNA片段越長,越難插入,越不穩(wěn)定,轉(zhuǎn)化效率越低。
第五步:是否含有表達(dá)系統(tǒng)元件,即啟動子-核糖體結(jié)合位點-克隆位點-轉(zhuǎn)錄終止信號。這是用來區(qū)別克隆載體與表達(dá)載體。克隆載體中加入一些與表達(dá)調(diào)控有關(guān)的元件即成為表達(dá)載體。選用那種載體,還是要以實驗?zāi)康臑闇?zhǔn)繩。
啟動子-核糖體結(jié)合位點-克隆位點-轉(zhuǎn)錄終止信號
???啟動子-促進(jìn)DNA轉(zhuǎn)錄的DNA順序,這個DNA區(qū)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(jié)合并使之開始轉(zhuǎn)錄的部位,但啟動子本身不被轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄過程的調(diào)控順序。其作用與增強子所在的位置或方向無關(guān)。即在所調(diào)控基因上游或下游均可發(fā)揮作用。/沉默子-負(fù)增強子,負(fù)調(diào)控序列。
???核糖體結(jié)合位點/起始密碼/SD序列(Rbs/AGU/SDs):mRNA有核糖體的兩個結(jié)合位點,對于原核而言是AUG(起始密碼)和SD序列。
???轉(zhuǎn)錄終止順序(終止子)/翻譯終止密碼子:結(jié)構(gòu)基因的最后一個外顯子中有一個AATAAA的保守序列,此位點down-stream有一段GT或T富豐區(qū),這2部分共同構(gòu)成poly(A)加尾信號。結(jié)構(gòu)基因的最后一個外顯子中有一個AATAAA的保守序列,此位點down-stream有一段GT或T富豐區(qū),這2部分共同構(gòu)成poly(A)加尾信號。
回答有人之前提出的一個問題:為什么質(zhì)粒圖譜上有的箭頭順時針有的箭頭逆時針,那其實是代表兩條DNA鏈,即質(zhì)粒是環(huán)狀雙鏈DNA,它的啟動子等在其中一條鏈上,而它的抗性基因在另一條鏈上.
三、介紹一下關(guān)于載體的知識(雖然課本上都有寫)
1.??什么是載體
即要把一個有用的基因(目的基因——研究或應(yīng)用基因)通過基因工程手段送到生物細(xì)胞(受體細(xì)胞),需要運載工具(交通工具)攜帶外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞,這種運載工具就叫做載體(vector)。
P.S.基因工程所用的vector實際上是DNA分子,是用來攜帶目的基因片段進(jìn)入受體細(xì)胞的DNA
2.??載體的分類
―――按功能分成:(1)克隆載體 都有一個松弛的復(fù)制子,能帶動外源基因,在宿主細(xì)胞中復(fù)制擴(kuò)增。它是用來克隆和擴(kuò)增DNA片段(基因)的載體。(所以有時實驗時擴(kuò)增效率低下,要注意是不是使用的嚴(yán)謹(jǐn)行載體)
(2)表達(dá)載體 具有克隆載體的基本元件(ori,Ampr,Mcs等)還具有轉(zhuǎn)錄/翻譯所必需的DNA順序的載體。
―――按進(jìn)入受體細(xì)胞類型分:(1)原核載體 (2)真核載體 (3)穿梭載體(sbuttle vector) 指在兩種宿主生物體內(nèi)復(fù)制的載體分子,因而可以運載目的基因(穿梭往返兩種生物之間).
P.S. 穿梭質(zhì)粒含原核和真核生物2個復(fù)制子,以確保兩類細(xì)胞中都能擴(kuò)增。
3.??基因工程載體的3個特點:
(一)都能獨立自主的復(fù)制:載體DNA分子中有一段不影響它們擴(kuò)增的非必需區(qū)域,如MCS,插在其中的外源DNA片段,能被動的跟著載體一起復(fù)制/擴(kuò)增,就像載體的正常成分一樣。
(二)都能便利的加以檢測: 如載體的藥物抗性基因,多是抗生素抗性基因,將受體細(xì)胞放在含有該抗生素培養(yǎng)板上培養(yǎng)生長時,只有攜帶這些抗性基因的載體分子的受體細(xì)胞才能存活。
(三)都能容易進(jìn)入宿主細(xì)胞中去,也易從宿主細(xì)胞中分離純化出來。
4.??載體的選擇和制備:
選擇載體主要依據(jù)構(gòu)建的目的,同時要考慮載體中應(yīng)有合適的限制酶切位點。如果構(gòu)建的目的是要表達(dá)一個特定的基因,則要選擇合適的表達(dá)載體。
載體選擇主要考慮下述3點:
【1】構(gòu)建DNA重組體的目的,克隆擴(kuò)增/表達(dá)表達(dá),選擇合適的克隆載體/表達(dá)載體。
【2】.載體的類型:
(1)克隆載體的克隆能力-據(jù)克隆片段大?。ù筮x大,小選小)。如<10kb選質(zhì)粒。
(2)表達(dá)載體據(jù)受體細(xì)胞類型-原核/真核/穿梭,E.coli/哺乳類細(xì)胞表達(dá)載體。
(3)對原核表達(dá)載體應(yīng)該注意3點:
①選擇合適的啟動子及相應(yīng)的受體菌;
②用于表達(dá)真核蛋白質(zhì)時注意克服4個困難和閱讀框錯位;
③表達(dá)天然蛋白質(zhì)或融合蛋白作為相應(yīng)載體的參考。
【3】載體MCS中的酶切位點數(shù)與組成方向因載體不同而異,適應(yīng)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點要求:
①選分子量小的質(zhì)粒,即小載體(1-1.5kb)→不易損壞,在細(xì)菌里面拷貝數(shù)也多(也有大載體);
②一般使用松弛型質(zhì)粒在細(xì)菌里擴(kuò)增不受約束,一般10個以上的拷貝,而嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒<10個。
③必需具備一個以上的酶切位點,有選擇的余地;
④必需有易檢測的標(biāo)記,多是抗生素的抗性基因,不特指多位Ampr(試一試)。
無論選用哪種載體,首先都要獲得載體分子,然后采用適當(dāng)?shù)南拗泼笇⑤d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。