Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Молекулалық биологияда субклондау – нақты ДНК тізбегін бастапқы вектордан түпкілікті векторға көшіруге қолданылатын тәсіл. Субклондау молекулалық клондаудан өзгеше, бірақ олармен байланысты техникалар.
In molecular biology, subcloning is a technique used to move a particular DNA sequence from a parent vector to a destination vector. Subcloning is not to be confused with molecular cloning, a related technique.
Процедура
Шектеу ферменттері қызығушылық тудыратын генді (инсертті) аталықтан бөліп алу үшін қолданылады. Инсертті басқа ДНК молекулаларынан оқшаулау үшін тазартады. Тазартудың жиі қолданылатын әдісі – гельден оқшаулау. Геннің көшірмелерінің саны кейін полимераза тізбекті реакция (ПТР) арқылы көбейтіледі. Сонымен қатар, сол шектеу ферменттері мақсатты ДНК-ны қорыту (кесу) үшін қолданылады. Бірдей шектеу ферменттерін пайдаланудың мақсаты – жабысқақ ұштарды жасау, ол кейінірек лигацияны жеңілдетуге көмектеседі. Мақсатты вектордың өзіне-өзі қосылуын болдырмау үшін фосфатаза, әдетте, сиыр ішегінің сілтілік фосфатазасы (CIAP) қосылады. Қорытылған мақсатты вектор оқшауланады/тазартылады. Инсерт және мақсатты вектор ДНК лигазасымен бірге араластырылады. Инсерт гендерінің мақсатты векторларға қатысты типтік молярлық қатынасы 3:1 болып табылады; инсерт концентрациясын арттыру арқылы өзіне-өзі лигацияның алдын алу мүмкіндігі артады. Реакциялық қоспаны белгілі бір температурада белгілі бір уақытқа қалдырғаннан кейін (лигацияланатын тізбектердің ұзындығына байланысты; толық ақпарат алу үшін ДНК лигазасын қараңыз), инсерт мақсатты плазмидке сәтті еніп, бірігуі керек.
Restriction enzymes are used to excise the gene of interest (the insert) from the parent. The insert is purified in order to isolate it from other DNA molecules. A common purification method is gel isolation. The number of copies of the gene is then amplified using polymerase chain reaction (PCR). Simultaneously, the same restriction enzymes are used to digest (cut) the destination. The idea behind using the same restriction enzymes is to create complementary sticky ends, which will facilitate ligation later on. A phosphatase, commonly calf intestinal alkaline phosphatase (CIAP), is also added to prevent self ligation of the destination vector. The digested destination vector is isolated/purified. The insert and the destination vector are then mixed together with DNA ligase. A typical molar ratio of insert genes to destination vectors is 3:1; by increasing the insert concentration, self ligation is further decreased. After letting the reaction mixture sit for a set amount of time at a specific temperature (dependent upon the size of the strands being ligated; for more information see DNA ligase), the insert should become successfully incorporated into the destination plasmid.
Өндірістік плазмидтің амплификациясы
Плазмид көбінесе E. coli сияқты бактерияға трансформацияланады. Бактерия бөлінген кезде плазмид де көбейіп, репликациялануы тиіс. Ең жақсы жағдайда, әрбір бактериялық жасушада плазмидтің бірнеше көшірмесі болуы керек. Жеткілікті мөлшерде бактериялық колониялар өскеннен кейін, плазмид ДНК-сын алу үшін оларды мини-дайындығынан өткізуге болады.
The plasmid is often transformed into a bacterium like E. coli. Ideally when the bacterium divides the plasmid should also be replicated. In the best case scenario, each bacterial cell should have several copies of the plasmid. After a good number of bacterial colonies have grown, they can be miniprepped to harvest the plasmid DNA.
Таңдау
Тек трансформацияланған бактериялардың (көтерілуі тиіс плазмидтерді тасымалдайтындардың) өсуін қамтамасыз ету үшін, нақтылау векторында таңбалау гендері қолданылады. Типтік таңбалау гендері антибиотиктерге төзімділік немесе қоректік заттардың биосинтезі үшін болады. Мысалы, "таңбалау гені" антибиотик ампициллинге төзімділік үшін болуы мүмкін. Егер плазмидті қабылдауға тиіс бактериялар қажетті генді қабылдаса, олардың құрамында "таңбалау гені" де болады. Плазмидті қабылдаған бактериялар енді ампициллинде өсе алады, ал қажетті плазмидті қабылдамаған бактериялар ампициллинмен жойылмайды. Сондықтан, сәтті трансформацияланған бактериялар "таңдалады".
In order to ensure growth of only transformed bacteria (which carry the desired plasmids to be harvested), a marker gene is used in the destination vector for selection. Typical marker genes are for antibiotic resistance or nutrient biosynthesis. So, for example, the "marker gene" could be for resistance to the antibiotic ampicillin. If the bacteria that were supposed to pick up the desired plasmid had picked up the desired gene then they would also contain the "marker gene". Now the bacteria that picked up the plasmid would be able to grow in ampicillin whereas the bacteria that did not pick up the desired plasmid would still be vulnerable to destruction by the ampicillin. Therefore, successfully transformed bacteria would be "selected."
Мысал: бактериялық плазмидтің субклондалуы
Бұл мысалда сүтқоректілердің гендер кітапханасынан алынған ген бактериялық плазмидке (мақсатты платформа) субклондалады. Бактериялық плазмид – плазмидтің дұрыс орнына орналастырылған жағдайда бактерияның ген өнімін (ген экспрессиясын) өндіруге мүмкіндік беретін реттеуші элементтер бар дөңгелек ДНК бөлігі. Өндіріс орны екі рестрикциялық ферменттің "А" және "Б" кесу орындарымен шектеледі, олардың жабысқақ ұштары үйлесімсіз. Сүтқоректілердің ДНК-сында бұл рестрикциялық орындар жоқ, сондықтан олар үстеме кеңейту ПТР арқылы енгізіледі. Праймерлер рестрикциялық орындарды мұқият орналастыру үшін жасалған, соның нәтижесінде ақуыздың кодталуы дұрыс фреймде болады және ақуыздың екі жағына мүмкіндігінше аз қосымша аминқышқылдары қосылады. Жаңа рестрикциялық орындармен жабдықталған сүтқоректілер генін қамтитын ПТР өнімі және мақсатты плазмид рестрикциялық ферменттермен кесіледі, ал кесілген өнімдер гельдік электрофорез арқылы тазартылады. Енді бір-бірімен үйлесімді (бірақ өздерімен үйлесімсіз) жабысқақ ұштары бар кесілген өнімдер лигацияға ұшыратылады, нәтижесінде түпнұсқа плазмидтің негізгі элементтерімен жаңа инсерт бар жаңа плазмид құрылады. Плазмид бактерияға трансформацияланады және инсерттің дұрыстығы ДНК секвенирлеу арқылы расталады.
In this example, a gene from mammalian gene library will be subcloned into a bacterial plasmid (destination platform). The bacterial plasmid is a piece of circular DNA which contains regulatory elements allowing for the bacteria to produce a gene product (gene expression) if it is placed in the correct place in the plasmid. The production site is flanked by two restriction enzyme cutting sites "A" and "B" with incompatible sticky ends. The mammalian DNA does not come with these restriction sites, so they are built in by overlap extension PCR. The primers are designed to put the restriction sites carefully, so that the coding of the protein is in frame, and a minimum of extra amino acids is implanted on either side of the protein. Both the PCR product containing the mammalian gene with the new restriction sites and the destination plasmid are subjected to restriction digestion, and the digest products are purified by gel electrophoresis. The digest products, now containing compatible sticky ends with each other (but incompatible sticky ends with themselves) are subjected to ligation, creating a new plasmid which contains the background elements of the original plasmid with a different insert. The plasmid is transformed into bacteria and the identity of the insert is confirmed by DNA sequencing.