Кіріспе

Молекулалық биологияда субклондау – нақты ДНК тізбегін бастапқы вектордан түпкілікті векторға көшіруге қолданылатын тәсіл. Субклондау молекулалық клондаудан өзгеше, бірақ олармен байланысты техникалар.

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.

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.

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".

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.