质粒基础知识

载体元件:

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复制起始位点(ori):DNA复制起点,带动目的基因在内的复制单位的复制,克隆载体必备元件
启动子(promoter):转录时RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,本身不被转录,与RNA
聚合酶结合后,启动下游基因的转录,表达载体必备元件
起始密码子(ATG):翻译起始位置
SD序列:原核基因中mRNA起始部位ATG上游富含嘌呤的碱基序列,为mRNA与核糖体的结合位点称SD序列
kozak序列:真核生物ATG上游的一段序列,通常是GCCACCAUGG,核糖体能够识别mRNA上的这段序列并把它作为翻译起始位点,在翻译的起始中有重要作用。

RNA聚合酶(RNApolymerase):是以一条DNA链或RNA为模板,三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键而聚合的合成RNA的酶。因为在细胞内与基因DNA的遗传信息转录为RNA有关,所以也称转录酶,真核生物的RNA聚合酶分三类(根据其对抑制物a-鹅膏蕈碱的敏感性不同)

启动子:是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,它含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列,多数位于结构基因转录起始点的上游,启动子本身不被转录。根据聚合酶依赖,启动子又可分为RNA聚合酶l(pol)、RNA聚合酶ll(poll) 、RNA聚合酶III(poll)依赖型启动子。

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真核常用启动子

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过表达载体:
启动子+CDS序列(MCS位点)+tag+筛选标记(荧光、抗性)

抗性基因

抗性基因

Blasticidin S,杀稻瘟菌素S(灭瘟素)
在研究中,Blasticidin S用于筛选携带有bsr或BSD耐受基因的转染细胞。杀稻瘟菌素具有快速而强效的作用模式,很低的抗生素浓度便能导致细胞迅速死亡。

G418 Sulfate(Geneticin) 遗传霉素:
G418 Sulfate(G418硫酸盐),也称作Geneticin(遗传霉素),是一种结构类似于庆大霉素B1(Gentamycin B1)的氨基糖苷类抗生素,通过影响80S核糖体功能和阻断延伸步骤来干扰蛋白合成,对原核和真核等细胞都有毒性,包括细菌、酵母、高等植物和哺乳动物细胞 ,也包括原生动物和蠕虫。其抗性基因(主要为neo基因)位于转座子Tn601(903)或Tn5(来源于细菌),但是可以在真核细胞中表达。通过基因重组技术将这些抗性基因导入细胞,使其获得对G418的耐药性,从而用来筛选和维持培养携带抗性基因的原核或者真核细胞。

蛋白表达特殊序列

蛋白定位相关序列:用于蛋白定位的序列,多为几个到几十个氨基酸的短肽核定位序列(NLS):能与入核载体相互作用,使蛋白能被运进细胞核。病毒SV40的T抗原的NLS序列为:PPKKKRKV
内质网定位序列:内质网驻留序列多为KDEL,4个肽信号序列;
信号肽:引导新合成的蛋白向细胞外分泌的短肽,一般分泌型蛋白均有信号肽;
Tag标签:一般位于目的蛋白C短或N端,用于后期目的蛋白的纯化、检测等;
His:常用6个连续的组氨酸残基(His6)构成的小肽,一般6-10残基都可以使用,分子量小;
Flag:Flag标签为编码8个氨基酸的亲水性多肽(DYKDDDDK),易于用Anti-Flag的抗体进行检测;
HA:HA标签蛋白,序列为YPYDVPDYA的9个氨基酸残基多肽,易于用Anti-HA的抗体进行检测。

基因链接序列——2A肽、IRES

一个启动子启动两个独立基因表达正常情况下,一个启动子可以启动一个独立基因的表达(野生型或融合型),当需要一个启动子启动两个独立基因表达时,可以使用2A肽(T2A、P2A等)或IRES连接:
T2A连接两个基因时,两个基因连接成为一个 ORF(开放阅读框),转录为一条mRNA, 翻译成一个融合蛋白(由自裂解肽T2A连接),这个融合蛋白会被识别T2A的蛋白酶切成两个蛋白。所以这两个蛋白的摩尔比理论上是 1:1。

缺点:T2A是一个大约23个氨基酸的多肽。切割后前后蛋白会带有T2A残基

IRES(核糖体进入位点):IRES作为额外的核糖体募集位点起作用,允许翻译起始发生在除了翻译起始位点之外的mRNA内部区域。连接两个基因时,两个基因连接成为一个 ORF(开放阅读框),转录为一条 mRNA,但是翻译的时候由于IRES位点引入核糖体,两个基因分别有自己的起始密码子和终止密码子,由两个核糖体主导,同时翻译成为两个独立的、 无修饰的蛋白。

缺点:IRES的存在有时候会影响mRNA的结构,IRES后面的基因翻译蛋白的水平有可能与IRES前面的基因蛋白水平不一致。

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转录终止Poly A尾

作用:
1.可以帮助延长转录本的寿命,免受核算外切酶的降解。
2.RNA聚合酶lI启动mRNA转录,转录终止和加poly(A)协同进行。

常用的转录终止子有SV40hGHBGH,有AAUAAA基序促进聚腺苷酸化和转录终止。另外,哺乳动物细胞的poly(A)信号和病毒包装系统的联合使用可能会降低病毒滴度,因此,病毒载体通常会使用WPRE或者其他的弱poly(A)信号,作为转录本稳定元件和出核元件。

参考视频:
分子克隆-质粒构建基础知识--唯问生物Justscience

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