质粒是基因工程中常用的载体,也是生物学实验的基本要素,所以了解质粒的基本组成元素、正确的阅读质粒图谱是实验的第一步。
Origin of Replication(ORI),复制起始位点,即控制复制起始的位点,通过募集复制相关蛋白在质粒内启动复制。
Ori序列特点:
1、复制原点处的A和T特别多,相对氢键少,不稳定,DNA容易解旋,因此就容易和引物结合,成为转录的起点或复制的起点。
2、Ori的箭头指复制方向,而质粒中其他元件的箭头一般指转录方向(正向)。
3、真核生物DNA分子通常有多个复制起始位点,而原核生物通常只有一个。
二、筛选标记(抗生素抗性基因)
质粒载体中的筛选标签,多为抗生素抗性基因,方便后续通过抗生素筛选阳性克隆。只存在单抗性的质粒多为原核克隆载体和原核表达载体,而存在两种或以上的抗性的多为穿梭质粒。
原核和真核的筛选是不一样的,原核筛选标记常用的是氨苄青霉素(Ampr)、氯霉素(Camr)、卡拉霉素(Kanr)、四环素(Tetr)等。真核筛选标记用的是嘌呤霉素(Puro)、G418、潮霉素β(Hygr)。原核和真核都可以的筛选标记为Zeocin、Blasticidin(通过干扰核糖体中肽键的形成来特异性抑制原核和真核生物的蛋白质合成)。
三、多克隆位点MCS(限制性酶切位点)
多克隆位点(multiple cloning site, MCS),指的是包含数个(最多20个)限制性酶切位点(restriction site)的一段很短的DNA序列。
四、表达系统元件
可用来区别克隆载体与表达载体。克隆载体中加入一些与表达调控有关的元件即成为表达载体。主要包括启动子-核糖体结合位点-克隆位点-转录终止信号。
启动子是能够使基因进行转录的一段大小约为20bp的DNA序列。这个DNA序列常在基因或操纵子编码序列的上游,是DNA分子上可以与RNApol特异性结合并使之开始转录的部位,但启动子本身不被转录。
1)启动子特点
①可以被RNA polymerase识别并结合,并启动转录。
②启动子是质粒非常重要的一个组成元件,它决定着目的基因可以在何种细胞中进行表达,也决定着这个基因转录的蛋白表达量。选择组织特异性启动子,则可以实现目的基因的组织特异性表达。启动子的强度与目的基因的表达水平密切相关。
2)启动子类型
启动子有不同的类型,有些启动子可以一直工作(组成型启动子),而有些启动子是需要进行调控的(诱导性启动子)。
①组成型启动子
这类启动子用于组成型蛋白质的持续表达,不同组织器官和发育阶段的基因表达没有明显差异,不受时期、部分、环境的影响,这类启动子一般比较弱(因为较强后,它消耗的能量很多,会造成宿主的负担大从而死亡)。
②诱导型启动子
指在某些特定的物理或化学信号的刺激下,该种类型的启动子可以大幅度地提高基因的转录水平,即受到外界条件诱导后开始工作。这类启动子通常比较强,通常都是抗生素启动子,如Tet,Puo这种。
启动子的强弱主要是其与RNA polymerase相互作用的强弱及多少有关系。而强启动子通常直接或间接影响着RNA polymerase的产量。
③组织/细胞基因特异性启动子
称之为器官特异性启动子,是指在该启动子调控下,外源基因的表达一般只发生在某些特定的器官或组织部位,并往往表现出发育调节的特性。其最大的优点是它所启动的外源基因在受体中仅在需要的部位特异表达,从而克服了组成型启动子启动的外源基因在受体中非特异、持续、高效表达所造成的浪费,增加转基因的效果。
2、增强子/沉默子
3、转录终止序列(终止子) |