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  • 發布時間:2019-05-20 18:36 原文鏈接: 啟動子克隆方法研究進展(3)

    1.4 利用載體或接頭的染色體步行技術克隆基因啟動子

       這類方法的第一步都是酶切基因組DNA,連接載體或接頭,既可以用pUCl8等質粒載體,也可以使用λDNA等噬菌體載體,只要選用的載體帶有合適的酶切位點;同樣根據實驗需要,接頭既可以是雙鏈也可以是單鏈,然后根據基因組DNA序列設計的特異引物和載體的通用引物或接頭序列進行擴增。

      1.4.1 利用載體的PCR Shyamala等利用的單特異性引物PCR(SSP-PCR)對以小鼠傷寒桿菌組氨酸轉運操縱子為起點進行連續步行。以M13mpl8RF DNA為載體。用PstI和AraI酶切基因組DNA,PstI和XmaI酶切載體DNA,然后連接基因組片段和載體片段,用根據基因組DNA序列設計的特異引物和載體的通用引物進行擴增,由于非特異片段沒有單特異引物結合的位點,即使有載體連到非特異片段,也無法得到大量擴增,而使特異片段得到有效擴增。

      1.4.2 利用接頭的PCR王新國等利用銜接頭的方法,設計了位于單鏈DNA兩端互補的顛倒末端重復序列,增加了反應的特異性,在胡蘿卜II型轉化酶基因啟動子的克隆方面取得了新的進展。首先將胡蘿卜基因組DNA分別用PvuI、SmaI、DraI、EcoRV酶切,并設計了1個銜接頭長鏈序列和1個銜接頭短鏈序列,并在銜接頭短鏈的3'末端帶有1個氨基的銜接頭,能夠阻止聚合酶催化的銜接頭短鏈的延伸,同時銜接頭的長鏈和短鏈之間是反向重復序列。將酶切片段與此銜接頭連接,取連接產物做模板,以銜接頭引物和基因特異引物做PCR,在首輪PCR中只有限定的遠端基因特異引物有結合位點,當基因特異引物延伸產生的DNA鏈通過銜接頭時,才能產生銜接頭引物的結合位點,PCR才能以銜接頭引物和基因特異引物進行指數擴增。而另一方面,如果非特異合成產生了DNA兩端都有雙鏈銜接頭序列的PCR產物時,這種PCR產物在每次變性后,單鏈DNA末端的銜接頭反向重復序列將形成鍋柄結構,此結構比引物-模板雜交更穩定,能抑制非特異序列的指數增長。最后得到主要的PCR產物為3.4kb、1.3kb、0.6kb和0.4kb。將EcoR V-銜接頭體系的PCR產物克隆、測序、同源性比較,得到1個新的胡蘿卜II型轉化酶基因啟動子序列,它含有類似于TATA box和CAAT box的元件,在啟動子的遠上游區域含多個AT富含區,該啟動子的發現對于研究植物中的糖代謝具有重要的意義。接頭引物的相對位置如圖3所示。


      這種方法具有便于操作、實驗線路簡單的優點,但是特異性較差,產物需進一步雜交驗證。

      1.5 YADE法

      Prashar等在擴增cDNA3'端時采用“Y”形接頭,以減少接頭引物的單引物擴增。

        其原理是接頭引物處于“Y”接頭的2個分叉單鏈上,序列與接頭一樣,只有與特異引物引導合成了接頭的互補序列后,接頭引物才能退火參與擴增,流程如圖4。



      方衛國等嘗試將YADE法引入到昆蟲病原真菌的分子生物學研究,并取得了成功,建立了適合于球孢白僵菌和金龜子綠僵菌YADE體系。在已克隆的類球孢白僵菌類枯草桿菌蛋白酶基因CDEP-1的基礎上,利用YADE法,克隆到該基因的啟動子CDEPP。

      先酶切球孢白僵菌基因組DNA,然后與“Y”形接頭相連,取連接產物做模板,先以基因特異引物1做線性擴增,再以線性擴增產物為模板,以接頭引物和基因特異引物2做指數擴增,只有當線性擴增時合成了含有接頭引物的互補單鏈,接頭引物才能與其發生退火,參與指數擴增,從而有效防止了接頭引物的單引物擴增。最后得PCR產物,進行序列分析確定為CDEP-1的上游啟動子序列。

      在應用YADE法時,內切酶的選擇至關重要。好的內切酶產生適合PCR擴增的片段,太大太小都不行。為了得到合適的內切酶,需要從眾多的內切酶中篩選。研究表明,不同的物種有自己合適的內切酶。YADE法延伸的起始片段可以是基因組 DNA片段,也可以是cDNA片段,在延伸cDNA片段時,設計的引物需要避開內含子和外顯子的邊界,在內含子的位置未知的情況下,可考慮多合成1~2條特異引物,以提高擴增未知片段的機率。該方法假陽性低、效率高,理論上能擴出所有目的片段。


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