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    質(zhì)粒圖譜

    發(fā)布時(shí)間: 2024-06-24  點(diǎn)擊次數(shù): 1930次

    質(zhì)粒圖譜為質(zhì)粒DNA序列的物理圖譜,提供了包括質(zhì)粒的大小、篩選標(biāo)記、克隆位點(diǎn)、轉(zhuǎn)錄及翻譯元件等信息,為我們選擇質(zhì)粒、了解質(zhì)粒特點(diǎn)及應(yīng)用提供了重 要依據(jù)。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)該如何去閱讀質(zhì)粒圖譜呢?今天來(lái)給大家講解一下如何閱讀質(zhì)粒圖譜及構(gòu)建質(zhì)粒圖譜。


    質(zhì)粒的組成要素有哪些

    1. 復(fù)制起始位點(diǎn):Ori即控制復(fù)制起始的位點(diǎn)。原核生物DNA分子中只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。而真核生物DNA分子有多個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)。

    2. 抗生素抗性基因:可以便于加以檢測(cè),如Amp+ ,Kan+。

    3. 多克隆位點(diǎn)MCS:克隆攜帶外源基因片段。

    4. P/E 啟動(dòng)子/增強(qiáng)子

    5. Terms 終止信號(hào)

    6. 加poly(A)信號(hào):可以起到穩(wěn)定mRNA作用

    質(zhì)粒圖譜


    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?,使之失去毒性。

    4.neor(kanr) 氨基糖苷磷酸轉(zhuǎn)移酶 使 G418(卡那霉素衍生物衍生物)失活。

    5.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(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 10 Kb 的外源 DNA 片段。一般來(lái)說(shuō),外源 DNA 片段越長(zhǎng),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(dòng)子-核糖體結(jié)合位點(diǎn)-克隆位點(diǎn)-轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)。

    這是用來(lái)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。選用哪種載體,還是要以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑闇?zhǔn)繩。

    啟動(dòng)子-核糖體結(jié)合位點(diǎn)-克隆位點(diǎn)-轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)

    啟動(dòng)子-促進(jìn) DNA 轉(zhuǎn)錄的 DNA 順序,這個(gè) 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(kāi)始轉(zhuǎn)錄的部位,但啟動(dòng)子本身不被轉(zhuǎn)錄。

    增強(qiáng)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(qiáng)鄰近基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程的調(diào)控順序。其作用與增強(qiáng)子所在的位置或方向無(wú)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(qiáng)子,負(fù)調(diào)控序列。

    核糖體結(jié)合位點(diǎn)/起始密碼/ SD 序列(Rbs/AGU/SDs):mRNA 有核糖體的兩個(gè)結(jié)合位點(diǎn),對(duì)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(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(qū),這 2 部分共同構(gòu)成 poly(A)加尾信號(hào)。結(jié)構(gòu)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(qū),這 2 部分共同構(gòu)成 poly(A)加尾信號(hào)。


    第六步:質(zhì)粒圖譜上的箭頭。

     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。


    質(zhì)粒構(gòu)建以及需要注意的事項(xiàng):

    1.載體構(gòu)建

     載體構(gòu)建(vectorconstruction):載體構(gòu)建是分子生物學(xué)研究常用的手段之一。主要包括已有載體多克隆位點(diǎn)(MCS)的改造和已有載體啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、篩選標(biāo)記等功能元件的改造。是為把DNA分子運(yùn)送到受體細(xì)胞中去,必須尋找一種能進(jìn)入細(xì)胞、在裝載了外來(lái)的DNA片段后仍能照樣復(fù)制的運(yùn)載體。理想的運(yùn)載體是質(zhì)粒(plasmid),在基因工程中,常用人工構(gòu)建的質(zhì)粒作為載體。載體構(gòu)建即是構(gòu)建含外源DNA的質(zhì)粒。

     特點(diǎn):當(dāng)給質(zhì)粒插入一段外源DNA片段后,它依然能夠進(jìn)行自我復(fù)制。


    2.多克隆位點(diǎn)

     多克隆位點(diǎn)(multiple cloning site, MCS),指的是包含數(shù)個(gè)(最多20個(gè))限制性酶切位點(diǎn)(restriction site)的一段很短的DNA序列。也稱為多位點(diǎn)接頭(polylinker),是基因工程中常用到的載體質(zhì)粒的標(biāo)準(zhǔn)配置序列。MCS上含有多個(gè)單一酶切位點(diǎn),是外源DNA的插入部位,每個(gè)限制性酶切位點(diǎn)通常是十分奇特的,即它們?cè)谝粋€(gè)特定的載體質(zhì)粒中只出現(xiàn)一次。不同酶的酶切位點(diǎn)可有重疊。單一酶切位點(diǎn)就是只有一種特定的酶能夠識(shí)別并進(jìn)行酶切的位點(diǎn),多克隆位點(diǎn)一般是位于質(zhì)粒上的一段序列,這段序列含有很多個(gè)酶切位點(diǎn),但這些酶切位點(diǎn)每一個(gè)都被一種酶識(shí)別并酶切。

     

    3.質(zhì)粒構(gòu)建

    (1)質(zhì)粒構(gòu)建原理


    質(zhì)粒構(gòu)建是分子生物學(xué)研究中經(jīng)常使用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。原理依賴于限制性核酸內(nèi)切酶,DNA連接酶和其他修飾酶的作用,分別對(duì)目的基因和載體DNA進(jìn)行適當(dāng)切割和修飾后,將二者連接在一起,再導(dǎo)入宿主細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)目的基因在宿主細(xì)胞內(nèi)的正確表達(dá)。


    (2)質(zhì)粒構(gòu)建方式

    質(zhì)粒構(gòu)建方式多樣,常規(guī)的T4連接酶,下面就介紹下T4連接酶構(gòu)建質(zhì)粒方法,T4連接酶可用于平末端也可用于粘性末端連接,但一般推薦適用黏性末端。


    (3)質(zhì)粒載體的制備

    質(zhì)粒載體的制備既可以選擇單酶切也可以選擇雙酶切,一般推薦使用雙酶切。其實(shí)目的就只有一個(gè),盡量使載體的末端具有特異性,防止自連。


    質(zhì)粒圖譜

    圖 質(zhì)粒圖譜

    4.一般目的基因用于克隆表達(dá)的情況下,酶切位點(diǎn)的選擇要考慮到:

       (1)選擇質(zhì)粒上兩個(gè)酶切位點(diǎn)的距離不應(yīng)小于太小(>10bp),否則影響限制性內(nèi)切酶對(duì)切點(diǎn)的識(shí)別,不利于空載體的雙酶切;

        (2)一般目的基因用于克隆表達(dá)的情況下,酶切位點(diǎn)的選擇要考慮到:

    目的基因片段內(nèi)部不含有所選的酶切位點(diǎn)(不然鑒定陽(yáng)性重組子雙酶切時(shí)會(huì)將目的基因切斷)。

    (3)實(shí)驗(yàn)后繼應(yīng)用的所有載體(真核、原核、酵母、昆蟲(chóng))都盡可能含有所選的酶切位點(diǎn)。并且要保證在載體上的插入方向正確(定向克隆)。(不然換載體表達(dá)時(shí),還要重新設(shè)計(jì)引物,以引進(jìn)新的酶切位點(diǎn))。

    (4)盡可能選比較常用的酶切位點(diǎn)(常用切點(diǎn)酶的價(jià)格比較便宜)。

    (5)兩個(gè)酶切點(diǎn)至少隔上3個(gè)堿基。

    (6)兩個(gè)酶切點(diǎn)最好不要是同尾酶(切下來(lái)的殘基不要互補(bǔ)),否則效果相當(dāng)于單酶切。

    (7)最好使用酶切效率高的酶。

    (8)最好使用雙酶切有共同buffer的酶。


    注:質(zhì)粒構(gòu)建完成后可利用PCR原理進(jìn)行測(cè)序驗(yàn)證。


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