质粒图谱的认识

质粒的分类

1、克隆质粒

能在宿主细胞中复制扩增,用于测序和保存外源基因。这类载体具有最简单的组成基本元件(ori,Ampr/Kanar,MCS),没有启动子等启动转录、翻译的元件。

2、基因(过)表达质粒

除克隆载体的基本元件外,还具有启动子等启动转录/翻译所必需的DNA序列。

3、基因敲除/敲降质粒

用于靶向基因敲除和定点编辑。含有目标基因的识别序列或目标基因mRNA的shRNA,实现切断目标基因或mRNA降解,起到基因表达沉默的效果,下调蛋白表达。

二、具备上述属性的源头——作用元件的存在

质粒图谱的认识

1.复制起始位点

Ori 即控制复制起始的位点。原核生物 DNA 分子中只有一个复制起始点。而真核生物 DNA 分子有多个复制起始位点。被宿主细胞复制因子所识别,利用宿主的复制机器,复制,增加拷贝数。因宿主复制机器不同,可分为原核/真核/穿梭质粒。

2.抗性基因

质粒转化是一个效率极低的过程,平均约10000个细胞中有1个细胞转化成功。想象一下,如果没有抗性基因的存在,筛选出阳性克隆的时间将大大延长。并且,外源性存在的质粒要进行复制等活动,会消耗宿主细胞自身的资源,在没有抗生素的培养基中,带有质粒的细胞不占优势,慢慢消失;在抗生素的存在情况下,抗性基因帮助宿主细胞分解抗生素,细胞才会需要质粒。

抗生素抗性基因:单词最后会以大写R或上标r结束。

Ampr 氨苄青霉素,水解 β-内酰胺环,解除氨苄的毒性。

tetr 四环素,可以阻止四环素进入细胞。

camr 生成氯霉素羟乙酰基衍生物,使之失去毒性。

neor(kanr)氨基糖苷磷酸转移酶 使 G418(长那霉素衍生物)失活。

hygr 潮霉素,农杆菌里常用的。使潮霉素 β 失活

Kan(卡那霉素,常用)、Cmr(氯霉素,某些酵母表达质粒)、SM(链霉素)、

3.多克隆酶切位点 MCS

决定能不能放目的基因以及如何放置目的基因。商业化的质粒大多已人为地改造添加多个限制酶的单一切点。便于外源基因的插入。

4.标签蛋白/报告基因

常见的标签如6×His、Myc、GST等;常用到的报告基因如β-半乳糖苷酶、GFP、荧光素酶等。

5.表达系统元件

即启动子(Promoter)-核糖体结合位点(RBS)-转录终止信号-增强子。

这是用来区分克隆载体与表达载体的。克隆载体中加入一些表达系统元件即成为表达载体。对于质粒发挥作用,至关重要!

启动子:是RNA聚合酶结合位点,位于基因表达框的上游。启动子序列控制RNA聚合酶与转录因子的结合,因此对于DNA何时何地转录至关重要。因宿主RNA聚合酶种类不同,质粒中的启动子类型也有所不同。P:这个一般是代表启动子。常见的启动子有:CMV、EF1(这俩是启动长片段的),H1、U6(启动短片段的,比如shRNA),35S、2×35S(做植物的应该懂的)。

核糖体结合位点:一般为AUG(起始密码子)。也常常会有SD序列,在起始密码子上游5-10bp处,同16s rRNA 3'端互补。

Terms转录终止信号:结构基因的最后一个外显子中有一个AATAAA的保守序列,下游有一段GT或T富丰区,这2部分共同构成poly(A)加尾信号。细菌表达质粒常见的终止子如T7,哺乳动物细胞质粒常见的终止子如SV40、SV40 late polyA、BGH等。加 poly(A)信号:可以起到稳定 mRNA 作用。pA:这个就是转录终止位点poly A。

增强子:为真核基因组(包括真核病毒基因组)中的一种具有增强邻近基因转录过程的调控顺序。其作用与增强子所在的位置或方向无关。

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参考链接:https://www.jianshu.com/p/824b009b901b

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