Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Искусственный плазмид
Artificial plasmid
pBR322 – это плазмида и один из первых широко используемых векторов клонирования для *E. coli*. Созданный в 1977 году в лаборатории Герберта Бойера в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, он был назван в честь Франсиско Боливара Запаты, постдокторанта, и Раймонда Л. Родригеса. Буква "p" обозначает "плазмида", а "BR" – "Боливар" и "Родригес". pBR322 имеет длину 4361 пара оснований и содержит два гена устойчивости к антибиотикам: ген *bla*, кодирующий белок устойчивости к ампициллину (AmpR), и ген *tetA*, кодирующий белок устойчивости к тетрациклину (TetR). Он содержит начало репликации pMB1 и ген *rop*, кодирующий регулятор числа копий плазмиды. Плазмида имеет уникальные сайты рестрикции для более чем сорока рестрикционных ферментов. Одиннадцать из этих сорока сайтов расположены в гене *TetR*. В промоторе гена *TetR* находятся два сайта для рестрикционных ферментов HindIII и ClaI. Внутри гена *AmpR* имеется шесть ключевых сайтов рестрикции. Источником этих генов устойчивости к антибиотикам являются pSC101 (для тетрациклина) и RSF2124 (для ампициллина). Круговая последовательность нумеруется таким образом, что 0 соответствует середине уникального сайта EcoRI, а счет увеличивается в направлении гена *TetR*. Если необходимо удалить устойчивость к ампициллину, например, следует использовать рестрикционную эндонуклеазу или "молекулярные ножницы" в отношении сайта PstI, после чего pBR322 потеряет устойчивость к ампициллину. Тот же процесс инсерционной инактивации можно применить и к тетрациклину. Ген *AmpR* кодирует пенициллин-бета-лактамазу. Промоторы P1 и P3 функционируют для гена бета-лактамазы. P3 – естественный промотор, а P1 искусственно создан путем лигации двух различных фрагментов ДНК при создании pBR322. P2 расположен в той же области, что и P1, но на комплементарной цепи и инициирует транскрипцию в направлении гена устойчивости к тетрациклину.
pBR322 is a plasmid and was one of the first widely used E. coli cloning vectors. Created in 1977 in the laboratory of Herbert Boyer at the University of California, San Francisco, it was named after Francisco Bolivar Zapata, the postdoctoral researcher and Raymond L. Rodriguez. The p stands for "plasmid," and BR for "Bolivar" and "Rodriguez." pBR322 is 4361 base pairs in length and has two antibiotic resistance genes – the gene bla encoding the ampicillin resistance (AmpR) protein, and the gene tetA encoding the tetracycline resistance (TetR) protein. It contains the origin of replication of pMB1, and the rop gene, which encodes a restrictor of plasmid copy number. The plasmid has unique restriction sites for more than forty restriction enzymes. Eleven of these forty sites lie within the TetR gene. There are two sites for restriction enzymes HindIII and ClaI within the promoter of the TetR gene. There are six key restriction sites inside the AmpR gene. The source of these antibiotic resistance genes are from pSC101 for Tetracycline and RSF2124 for Ampicillin. The circular sequence is numbered such that 0 is the middle of the unique EcoRI site and the count increases through the TetR gene. If we have to remove ampicillin for instance, we must use restriction endonuclease or molecular scissors against PstI and then pBR322 will become anti resistant to ampicillin. The same process of Insertional Inactivation can be applied to Tetracycline. The AmpR gene is penicillin beta lactamase. Promoters P1 and P3 are for the beta lactamase gene. P3 is the natural promoter, and P1 is artificially created by the ligation of two different DNA fragments to create pBR322. P2 is in the same region as P1, but it is on the opposite strand and initiates transcription in the direction of the tetracycline resistance gene.
Предыстория
Ранние эксперименты по клонированию могут проводиться с использованием природных плазмид, таких как ColE1 и pSC101. Каждая из этих плазмид может иметь свои преимущества и недостатки. Например, плазмид ColE1 и его производные обладают преимуществом более высокой копийности и позволяют проводить амплификацию плазмиды хлорамфениколом для получения высокого выхода плазмиды, однако скрининг на иммунитет к колицину E1 технически сложен. Плазмид pSC101 придает устойчивость к тетрациклину, что упрощает процесс скрининга с использованием селекции антибиотиками, но это плазмид с низкой копийностью, который не обеспечивает высокого выхода плазмиды. Другой плазмид, RSF 2124, являющийся производным ColE1, придает устойчивость к ампициллину, но имеет больший размер. Многие другие плазмиды были искусственно сконструированы для создания идеального клонирующего вектора, и pBR322 был признан наиболее универсальным и, следовательно, самым популярным. Он содержит два гена устойчивости к антибиотикам в качестве селективных маркеров и ряд удобных уникальных сайтов рестрикции, что делает его подходящим в качестве вектора клонирования. Плазмида была сконструирована из генетического материала трех основных источников: гена устойчивости к тетрациклину из pSC101, гена устойчивости к ампициллину из RSF 2124 и элементов репликации pMB1, близкого родственника плазмиды ColE1. С тех пор было создано большое количество других плазмид на основе pBR322, специально разработанных для широкого спектра целей. Примером является серия плазмид pUC. Большинство экспрессионных векторов для внехромосомной экспрессии белков и шаттловых векторов содержат начало репликации pBR322, а фрагменты pBR322 широко используются при создании внутривидовых шаттлов или бинарных векторов, а также векторов для направленной интеграции и удаления ДНК из хромосомы.
Early cloning experiments may be conducted using natural plasmids such the ColE1 and pSC101. Each of these plasmids may have its advantages and disadvantages. For example, the ColE1 plasmid and its derivatives have the advantage of higher copy number and allow for chloramphenicol amplification of plasmid to produce a high yield of plasmid, however screening for immunity to colicin E1 is not technically simple. confers tetracycline resistance which allows for simpler screening process with antibiotic selection, but it is a low copy number plasmid which does not give a high yield of plasmid. Another plasmid, RSF 2124, which is a derivative of ColE1, confers ampicillin resistance but is larger. Many other plasmids were artificially constructed to create one that would be ideal for cloning purpose, and pBR322 was found to be most versatile by many and was therefore the one most popularly used. It has two antibiotic resistance genes, as selectable markers, and a number of convenient unique restriction sites that made it suitable as a cloning vector. The plasmid was constructed with genetic material from 3 main sources – the tetracycline resistance gene of pSC101, the ampicillin resistance gene of RSF 2124, and the replication elements of pMB1, a close relative of the ColE1 plasmid. A large number of other plasmids based on pBR322 have since been constructed specifically designed for a wide variety of purposes. Examples include the pUC series of plasmids. Most expression vectors for extrachromosomal protein expression and shuttle vectors contain the pBR322 origin of replication, and fragments of pBR322 are very popular in the construction of intraspecies shuttle or binary vectors and vectors for targeted integration and excision of DNA from chromosome.