載體主要有病毒和非病毒兩大類,其中質粒DNA是一種新的非病毒轉基因載體。
一、一個合格質粒的組成要素
? 復制起始位點Ori 即控制復制起始的位點。原核生物DNA分子中只有一個復制起始點。而真核生物DNA分子有多個復制起始位點。
? 抗生素抗性基因 可以便于加以檢測,如Amp+ ,Kan+
? 多克隆位點MCS 克隆攜帶外源基因片段
? P/E 啟動子/增強子
? Terms 終止信號
? 加poly(A)信號 可以起到穩定mRNA作用
二、如何閱讀質粒圖譜
第一步:首先看Ori的位置,了解質粒的類型(原核/真核/穿梭質粒)
第二步:再看篩選標記,如抗性,決定使用什么篩選標記。
(1)Ampr 水解β-內酰胺環,解除氨芐的毒性。
(2)tetr 可以阻止四環素進入細胞。
(3)camr 生成氯霉素羥乙酰基衍生物,使之失去毒性。
(4)neor(kanr) 氨基糖苷磷酸轉移酶 使G418(長那霉素衍生物)失活
(5)hygr 使潮霉素β失活。
第三步:看多克隆位點(MCS)。它具有多個限制酶的單一切點。便于外源基因的插入。如果在這些位點外有外源基因的插入,會導致某種標志基因的失活,而便于篩選。決定能不能放目的基因以及如何放置目的基因。
第四步:再看外源DNA插入片段大小。質粒一般只能容納小于10Kb的外源DNA片段。一般來說,外源DNA片段越長,越難插入,越不穩定,轉化效率越低。
第五步:是否含有表達系統元件,即啟動子-核糖體結合位點-克隆位點-轉錄終止信號。這是用來區別克隆載體與表達載體。克隆載體中加入一些與表達調控有關的元件即成為表達載體。選用那種載體,還是要以實驗目的為準繩。
啟動子-核糖體結合位點-克隆位點-轉錄終止信號
? 啟動子-促進DNA轉錄的DNA順序,這個DNA區域常在基因或操縱子編碼順序的上游,是DNA分子上可以與RNApol特異性結合并使之開始轉錄的部位,但啟動子本身不被轉錄。
? 增強子/沉默子-為真核基因組(包括真核病毒基因組)中的一種具有增強鄰近基因轉錄過程的調控順序。其作用與增強子所在的位置或方向無關。即在所調控基因上游或下游均可發揮作用。/沉默子-負增強子,負調控序列。
? 核糖體結合位點/起始密碼/SD序列(Rbs/AGU/SDs):mRNA有核糖體的兩個結合位點,對于原核而言是AUG(起始密碼)和SD序列。
? 轉錄終止順序(終止子)/翻譯終止密碼子:結構基因的最后一個外顯子中有一個AATAAA的保守序列,此位點down-stream有一段GT或T富豐區,這2部分共同構成poly(A)加尾信號。結構基因的最后一個外顯子中有一個AATAAA的保守序列,此位點down-stream有一段GT或T富豐區,這2部分共同構成poly(A)加尾信號。
回答有人之前提出的一個問題:為什么質粒圖譜上有的箭頭順時針有的箭頭逆時針,那其實是代表兩條DNA鏈,即質粒是環狀雙鏈DNA,它的啟動子等在其中一條鏈上,而它的抗性基因在另一條鏈上.
三、介紹一下關于載體的知識(雖然課本上都有寫)
1. 什么是載體
即要把一個有用的基因(目的基因——研究或應用基因)通過基因工程手段送到生物細胞(受體細胞),需要運載工具(交通工具)攜帶外源基因進入受體細胞,這種運載工具就叫做載體(vector)。
P.S.基因工程所用的vector實際上是DNA分子,是用來攜帶目的基因片段進入受體細胞的DNA
2. 載體的分類
―――按功能分成:(1)克隆載體 都有一個松弛的復制子,能帶動外源基因,在宿主細胞中復制擴增。它是用來克隆和擴增DNA片段(基因)的載體。(所以有時實驗時擴增效率低下,要注意是不是使用的嚴謹行載體)
(2)表達載體 具有克隆載體的基本元件(ori,Ampr,Mcs等)還具有轉錄/翻譯所必需的DNA順序的載體。
―――按進入受體細胞類型分:(1)原核載體 (2)真核載體 (3)穿梭載體(sbuttle vector) 指在兩種宿主生物體內復制的載體分子,因而可以運載目的基因(穿梭往返兩種生物之間).
P.S. 穿梭質粒含原核和真核生物2個復制子,以確保兩類細胞中都能擴增。
3. 基因工程載體的3個特點:
(一)都能獨立自主的復制:載體DNA分子中有一段不影響它們擴增的非必需區域,如MCS,插在其中的外源DNA片段,能被動的跟著載體一起復制/擴增,就像載體的正常成分一樣。