基因能够进行定向的突变吗?
生活随笔
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基因能够进行定向的突变吗?
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
可以利用TALEN(Transcription Activator-Like Effector Nuclease) 技術。它基于對DNA識別域 (TALEN 結合臂) 和人工改造的核酸內切酶的切割域(FokⅠ)的結合對細胞基因組進行修飾而實現的。TALEN的DNA識別域是由一些非常保守的重復氨基酸序列模塊組成,每個模塊由34個氨基酸組成,其中第12和13位的氨基酸種類為可變的(RVDs),且決定了該模塊識別靶向位點的特異性。通過DNA識別域結合到靶位點上,以及FokI的切割域形成二聚體后,可特異性對目標基因DNA實現切斷,在非同源末端連接修復過程中,DNA雙鏈斷開后會由于堿基的隨機增減造成目標基因功能缺失。 該技術目前已成功應用于植物、細胞、酵母、斑馬魚及大、小鼠等各類模式動物的研究領域。TALEN由四部分組成:N端序列,RVD,C端序列,FokI。利用Type II 限制性內切酶可以將RVDs模塊分別生成不同的粘性末端,同時又不留有酶切位點, 通過一系列的相應酶切連接反應實現RVDs與TALEN骨架的無縫連接。 TALEN系統利用FokI的內切酶活性打斷目標基因。FokI形成二聚體發揮活性,在TALEN結合臂的引導下,發揮特異性內切酶活性,在兩個靶位點之間剪切DNA,形成DSB(Double- Strand Breaks),誘發DNA損傷修復機制。細胞通過NHEJ(Non- homologous End Joining)修復DNA,在此修飾過程中導致刪除或插入了一定數目(非3的倍數)的堿基,造成移碼,形成對目標基因特異性KO的突變體。這個技術已經比較成熟了,很多生物公司都有在做。華師生科院有教授就是研究這個技術的。
是可以實現的,并且從很多文獻資料來看這一技術以及受到科研工作者極大地關注,很多文章均已發表在《美國科學院院刊》上。越來越多的科學家企圖通過這一方法來研究基因的功能極其多表達的蛋白質的結構和功能。其前景也是極其可觀的。
能夠進行定向突變。隨著重組DNA技術、DNA序列分析技術、寡聚核苷酸合成技術以及其他分子生物學技術的不斷完善和發展,人們能夠在離體條件下,有目的地制造位點特異性突變,即離體定向誘發突變,如定向地制造特異性的缺失、插入、堿基替換或移碼突變等各種突變。我們把這種人工合成的寡聚核苷酸在離體條件下制造任何部分的位點特異性突變的技術叫做定點突變或稱定點誘變。此技術一般步驟為:①人工合成一條包括靶堿基及其附近序列的寡核苷酸,這條寡核苷酸鏈除了要替換的靶堿基外,其余的序列與野生型DNA分子的相應序列完全相同;②將它與單鏈噬菌體M13所攜帶的DNA克隆的互補單鏈混合進行分子雜交,在DNA聚合酶Ⅰklenow片段的作用下合成完整的互補鏈,再用DNA連接酶連接;③將此雙鏈DNA導入到宿主大腸桿菌中,經修復和DNA復制后就可得到穩定遺傳的突變的DNA分子克隆,在產生的子代DNA中大約有10%~15%為所需要的突變的DNA分子;④通過等位基因替換(或其他)的方法將突變基因送回細胞內原來的基因組中。這樣就可以得到定向突變產生的相關基因片段。由此可知,通過人工技術,可以對基因進行定向誘變?,F在采用定點突變方法來研究基因或蛋白質功能的技術已經很成熟,可以廣泛的應用到各個領域。
可以。 定點突變是指通過聚合酶鏈式反應(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因組,也可以是質粒)中引入所需變化(通常是表征有利方向的變化),包括堿基的添加、刪除、點突變等。定點突變能迅速、高效的提高DNA所表達的目的蛋白的性狀及表征,是基因研究工作中一種非常有用的手段。 定點突變一般需有含有待突變基因的高純度質粒,不少于10μg,電泳圖清晰,達酶切及測序要求。其流程為: 1.對待突變基因測序結果進行分析,設計突變方案; 2.根據突變方案設計合成覆蓋突變位點的雙向引物,合成目的DNA兩端引物,進行高保真PCR反應; 3.默認情況下,將PCR產物克隆至T載,或者根據要求亞克隆至目的載體;DNA測序驗證突變序列的正確性。 對于單點突變,Stratagene公司的QuikChange Site-directed Mutagenesis kit是不錯的選擇,通過巧妙設計,將質粒定點突變技術變得簡單有效。準備突變的質粒必須是從常規E.coli中經純化試劑盒(Miniprep)或者氯化銫純化抽提的質粒。設計一對包含突變位點的引物(正、反向),和模版質粒退火后用PfuTurbo聚合酶“循環延伸”,(所謂的循環延伸是指聚合酶按照模版延伸引物,一圈后回到引物5’端終止,再經過反復加熱褪火延伸的循環,這個反應區別于滾環擴增,不會形成多個串聯拷貝。)正反向引物的延伸產物退火后配對成為帶缺刻的開環質粒。DpnI酶切延伸產物,由于原來的模版質粒來源于常規大腸桿菌,是經dam甲基化修飾的,對DpnI敏感而被切碎(DpnI識別序列為甲基化的GATC,GATC在幾乎各種質粒中都會出現,而且不止一次),而體外合成的帶突變序列的質粒由于沒有甲基化而不被切開,因此在隨后的轉化中得以成功轉化,即可得到突變質粒的克隆。這個試劑盒非常巧妙的利用甲基化的模版質粒對DpnI敏感而合成的突變質粒對DpnI酶切不敏感,利用酶切除去模版質粒,得到突變質粒,使得操作簡單有效。另外由于Pfu聚合酶是公認的最好的高保真聚合酶之一,堪稱高保真聚合酶的“黃金標準”,是Stratagene的看家之寶,能夠有效避免延伸過程中不需要的錯配。試劑盒采用的是低次數的循環延伸而非PCR,有助于減少無意錯配。只需要一次酶切和轉化,實驗可以在一天完成。這個試劑盒適用于質粒大小不超過8Kb的質粒。后來推出的QuikChange XL site-directed mutagenesis kit則是針對大于8Kb的質粒的定點突變的,通過優化試劑特別是其感受態細胞(XL10-Gold),使得較大的質粒的定點突變也一樣簡單。QuikChange由于操作簡單快速,效率高( >80%)而受到普遍歡迎,光是2012年的前9個月就有超過400篇發表的論文中用到這個產品。 有的時候研究可能需要多個位點的定點突變,比如改造酶的活性或者動力學特性,研究蛋白之間的相互作用位點等,單點突變不能滿足實驗的需要,重復進行單點突變也非常浪費時間。因而Stratagene公司又推出了QuikChange Multi Site-Directed Mutagenesis kit。最多一次實驗可以引入5個定點突變。這個試劑盒的原理和Clontech的相似,就是準備多個帶突變的引物(同方向,對同一單鏈模版),退火后全部突變引物(不超過5個)都結合在同一環狀單鏈模版,PfuTurbo聚合酶延伸,碰到下一個引物就停止,各片斷經連接成環,和單鏈模版組成雜和環,DpnI消化雙鏈模版,也消化雜和環中的模版,只留下新合成的帶多個突變的單鏈環(mutant ssDNA),得以轉化E.coli,形成雙鏈質粒。資料表明,引入3個定點突變的效率為60%,5個定點突變的效率為30%。得到的其他質粒是帶有較少定點突變的質粒,以引入3個定點突變為例,就是有40% 左右的轉化質粒是帶有1—2個不同定點突變的質粒(因為存在1—2個引物結合模版延伸形成單鏈環的可能)。這樣,一次實驗可以得到不同數目突變的質粒,對于研究蛋白質結構和功能的關系也是有用的。 幾乎每個生物實驗室都會用定點突變法來研究基因或蛋白質的功能。定點突變法不僅廣泛用于基因工程技術領域,還可用于農業培育抗蟲、抗病的良種,用于醫學矯正遺傳病、治療癌癥等病。
是可以實現的,并且從很多文獻資料來看這一技術以及受到科研工作者極大地關注,很多文章均已發表在《美國科學院院刊》上。越來越多的科學家企圖通過這一方法來研究基因的功能極其多表達的蛋白質的結構和功能。其前景也是極其可觀的。
能夠進行定向突變。隨著重組DNA技術、DNA序列分析技術、寡聚核苷酸合成技術以及其他分子生物學技術的不斷完善和發展,人們能夠在離體條件下,有目的地制造位點特異性突變,即離體定向誘發突變,如定向地制造特異性的缺失、插入、堿基替換或移碼突變等各種突變。我們把這種人工合成的寡聚核苷酸在離體條件下制造任何部分的位點特異性突變的技術叫做定點突變或稱定點誘變。此技術一般步驟為:①人工合成一條包括靶堿基及其附近序列的寡核苷酸,這條寡核苷酸鏈除了要替換的靶堿基外,其余的序列與野生型DNA分子的相應序列完全相同;②將它與單鏈噬菌體M13所攜帶的DNA克隆的互補單鏈混合進行分子雜交,在DNA聚合酶Ⅰklenow片段的作用下合成完整的互補鏈,再用DNA連接酶連接;③將此雙鏈DNA導入到宿主大腸桿菌中,經修復和DNA復制后就可得到穩定遺傳的突變的DNA分子克隆,在產生的子代DNA中大約有10%~15%為所需要的突變的DNA分子;④通過等位基因替換(或其他)的方法將突變基因送回細胞內原來的基因組中。這樣就可以得到定向突變產生的相關基因片段。由此可知,通過人工技術,可以對基因進行定向誘變?,F在采用定點突變方法來研究基因或蛋白質功能的技術已經很成熟,可以廣泛的應用到各個領域。
可以。 定點突變是指通過聚合酶鏈式反應(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因組,也可以是質粒)中引入所需變化(通常是表征有利方向的變化),包括堿基的添加、刪除、點突變等。定點突變能迅速、高效的提高DNA所表達的目的蛋白的性狀及表征,是基因研究工作中一種非常有用的手段。 定點突變一般需有含有待突變基因的高純度質粒,不少于10μg,電泳圖清晰,達酶切及測序要求。其流程為: 1.對待突變基因測序結果進行分析,設計突變方案; 2.根據突變方案設計合成覆蓋突變位點的雙向引物,合成目的DNA兩端引物,進行高保真PCR反應; 3.默認情況下,將PCR產物克隆至T載,或者根據要求亞克隆至目的載體;DNA測序驗證突變序列的正確性。 對于單點突變,Stratagene公司的QuikChange Site-directed Mutagenesis kit是不錯的選擇,通過巧妙設計,將質粒定點突變技術變得簡單有效。準備突變的質粒必須是從常規E.coli中經純化試劑盒(Miniprep)或者氯化銫純化抽提的質粒。設計一對包含突變位點的引物(正、反向),和模版質粒退火后用PfuTurbo聚合酶“循環延伸”,(所謂的循環延伸是指聚合酶按照模版延伸引物,一圈后回到引物5’端終止,再經過反復加熱褪火延伸的循環,這個反應區別于滾環擴增,不會形成多個串聯拷貝。)正反向引物的延伸產物退火后配對成為帶缺刻的開環質粒。DpnI酶切延伸產物,由于原來的模版質粒來源于常規大腸桿菌,是經dam甲基化修飾的,對DpnI敏感而被切碎(DpnI識別序列為甲基化的GATC,GATC在幾乎各種質粒中都會出現,而且不止一次),而體外合成的帶突變序列的質粒由于沒有甲基化而不被切開,因此在隨后的轉化中得以成功轉化,即可得到突變質粒的克隆。這個試劑盒非常巧妙的利用甲基化的模版質粒對DpnI敏感而合成的突變質粒對DpnI酶切不敏感,利用酶切除去模版質粒,得到突變質粒,使得操作簡單有效。另外由于Pfu聚合酶是公認的最好的高保真聚合酶之一,堪稱高保真聚合酶的“黃金標準”,是Stratagene的看家之寶,能夠有效避免延伸過程中不需要的錯配。試劑盒采用的是低次數的循環延伸而非PCR,有助于減少無意錯配。只需要一次酶切和轉化,實驗可以在一天完成。這個試劑盒適用于質粒大小不超過8Kb的質粒。后來推出的QuikChange XL site-directed mutagenesis kit則是針對大于8Kb的質粒的定點突變的,通過優化試劑特別是其感受態細胞(XL10-Gold),使得較大的質粒的定點突變也一樣簡單。QuikChange由于操作簡單快速,效率高( >80%)而受到普遍歡迎,光是2012年的前9個月就有超過400篇發表的論文中用到這個產品。 有的時候研究可能需要多個位點的定點突變,比如改造酶的活性或者動力學特性,研究蛋白之間的相互作用位點等,單點突變不能滿足實驗的需要,重復進行單點突變也非常浪費時間。因而Stratagene公司又推出了QuikChange Multi Site-Directed Mutagenesis kit。最多一次實驗可以引入5個定點突變。這個試劑盒的原理和Clontech的相似,就是準備多個帶突變的引物(同方向,對同一單鏈模版),退火后全部突變引物(不超過5個)都結合在同一環狀單鏈模版,PfuTurbo聚合酶延伸,碰到下一個引物就停止,各片斷經連接成環,和單鏈模版組成雜和環,DpnI消化雙鏈模版,也消化雜和環中的模版,只留下新合成的帶多個突變的單鏈環(mutant ssDNA),得以轉化E.coli,形成雙鏈質粒。資料表明,引入3個定點突變的效率為60%,5個定點突變的效率為30%。得到的其他質粒是帶有較少定點突變的質粒,以引入3個定點突變為例,就是有40% 左右的轉化質粒是帶有1—2個不同定點突變的質粒(因為存在1—2個引物結合模版延伸形成單鏈環的可能)。這樣,一次實驗可以得到不同數目突變的質粒,對于研究蛋白質結構和功能的關系也是有用的。 幾乎每個生物實驗室都會用定點突變法來研究基因或蛋白質的功能。定點突變法不僅廣泛用于基因工程技術領域,還可用于農業培育抗蟲、抗病的良種,用于醫學矯正遺傳病、治療癌癥等病。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的基因能够进行定向的突变吗?的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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