Các tác giả Chương 1 Các đại phân tử sinh học I. Nucleic acid


Bảng 9.1. Trình tự nhận biết của một số enzyme hạn chế



tải về 1.11 Mb.
trang10/15
Chuyển đổi dữ liệu30.08.2016
Kích1.11 Mb.
#29512
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15
Bảng 9.1. Trình tự nhận biết của một số enzyme hạn chế



1. Gắn các đầu bị cắt bởi enzyme hạn chế

Có hai kiểu gắn khác nhau: gắn đầu bằng và gắn đầu dính, bằng cách dùng enzyme DNA ligase của bacteriophage T4 có thể gắn các đầu bằng hoặc đầu dính lại với nhau, tuy nhiên trường hợp đầu bằng thường cho hiệu quả thấp hơn đầu dính.

Ví dụ: Hình 9.2 minh họa việc gắn các đầu dính được cắt bằng enzyme HindIII.


2. Isochizomer

Nói chung, các RE khác nhau nhận biết các trình tự khác nhau (Bảng 9.1), tuy nhiên cũng có một số trường hợp cho thấy có những enzyme được phân lập từ nhiều nguồn khác nhau nhưng lại cắt trong một trình tự, các enzyme đó được gọi là isochizomer. Hơn nữa, một vài enzyme nhận biết các chuỗi tetranucleotide mà trong một số trường hợp các tetranucleotide này lại xuất hiện trong các chuỗi hexanucleotide của các enzyme khác.

Ví dụ:

- MboI và Sau3A nhận biết trình tự:







Hình 9.2. Gắn các đầu dính

- Trong khi đó BamHI nhận biết trình tự:



Trong một vài trường hợp các đoạn được tạo ra nhờ một enzyme hạn chế này khi gắn với các đoạn được tạo ra nhờ một enzyme hạn chế khác đã hình thành các thể lai mà các enzyme bố mẹ không thể nhận biết được. Ví dụ: SalI cắt trình tự (GTCGAC) và XhoI cắt trình tự (CTCGAG), các trình tự được sinh ra này đã gắn với nhau tạo thành thể lai (hybrid) mà các vị trí cắt hạn chế của chúng không thể nhận biết bởi các enzyme SalI và XhoI:






III. Phương thức tạo dòng

Các phương thức cơ bản của kỹ thuật DNA tái tổ hợp là: (1) Gắn một đoạn DNA vào một phân tử DNA (như là vector) có thể tái bản, và (2) cung cấp một môi trường cho phép sao chép phân tử DNA đã được gắn.

Có ba nhóm vector được dùng phổ biến để tạo dòng các đoạn DNA ngoại lai và tái bản (sao chép) trong E. coli; đó là plasmid, bacteriophage  và cosmid. Tất cả những vector này phải có một số tính chất cần thiết sau:

- Chúng có khả năng tự tái bản trong E. coli.

- Mang các gen chỉ thị chọn lọc để dễ dàng phân biệt và tinh sạch vector của thể tái tổ hợp với các dạng khác.

- Chúng có các vùng DNA không cần thiết cho sự sinh sản trong vi khuẩn, vì thế DNA ngoại lai có thể được đưa vào trong các vùng này.

- Chúng có thể biến nạp vào tế bào vật chủ một cách dễ dàng.


1. Plasmid vector

Plasmid là các thông tin di truyền ngoài nhân có trong nhiều loài vi khuẩn khác nhau. Chúng là những phân tử DNA mạch vòng, sợi đôi, kích thước từ 1-  200 kb, có khả năng tự sao chép để tồn tại độc lập trong tế bào. Các plasmid có thể mang một số gen của vi khuẩn và các gen này có thể biểu hiện ra protein.

DNA của plasmid có thể được phân lập từ nuôi cấy vi khuẩn chứa plasmid bằng cách bổ sung chất tẩy (như là sodium dodecyl sulfate-SDS) và ly tâm sự sinh tan (lysate)1. Phức hợp nhiễm sắc thể vi khuẩn, lớn hơn plasmid nhiều, sẽ lắng xuống đáy của tube ly tâm, plasmid siêu xoắn và các đoạn nhiễm sắc thể mạch thẳng giữ lại trong thể nổi. Plasmid siêu xoắn một lần nữa được phân tách bằng ly tâm sau khi xử lý với CsCl và EtBr.

Plasmid mang các gen mã hóa cho các enzyme thường có lợi cho vi khuẩn vật chủ. Các plasmid có thể mang các kiểu hình khác nhau như: kháng kháng sinh, sản xuất kháng sinh, phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp, sản xuất các enzyme hạn chế và enzyme biến đổi (modification enzymes).

Các plasmid có thể được chuyển vào trong vi khuẩn sau khi vi khuẩn được xử lý để tế bào có thể cho thấm qua nhất thời đối với các phân tử DNA nhỏ. Quá trình này được biết như là sự biến nạp (transformation). Vi khuẩn được biến nạp thành công có thể được chọn lọc dựa trên kiểu hình mới mà chúng nhận được từ plasmid, chẳng hạn khả năng kháng các kháng sinh.

Một số plasmid hiện diện trong tế bào có số bản sao thấp, một hoặc một vài bản sao trên tế bào, do DNA của plasmid chỉ sao chép một hoặc hai lần trước khi tế bào phân chia. Tuy nhiên, các plasmid khác tồn tại một số bản sao lớn hơn (10 tới 100 bản sao trên một tế bào) do DNA tái bản lặp lại cho đến khi đạt được số bản sao thích hợp. Các plasmid có số bản sao lớn được gọi là plasmid dạng xoắn lỏng lẻo (relaxed plasmid), và đây là một trong những tính chất hữu ích của vector tạo dòng.

Hình 9.3 trình bày một trong các plasmid vector thế hệ thứ hai dạng xoắn lỏng lẻo, pBR322, dài 4.363 bp, vector này chứa hai gen kháng kháng sinh là ampicillin (Amp) và tetracycline (Tet). Số thứ tự của các nucleotide trên vector được bắt đầu với vị trí EcoRI đơn: T đầu tiên trong chuỗi GAATTC được quy ước là nucleotide thứ nhất. Các số thứ tự sau đó được tiếp tục quanh phân tử vector theo hướng từ gen kháng tetracycline tới gen kháng ampicillin.



Hình 9.3. Plasmid vector pBR322. Apr (hay Ampr) và Tetr: gen kháng ampicillin và tetracycline, ori: trình tự khởi đầu sao chép, và một số vị trí nhận biết cho các RE.

Hình 9.4. trình bày một loại plasmid vector thế hệ thứ ba là pUC19, đây là loại vector tạo dòng đặc trưng, Nó mang vùng tạo dòng (multiple cloning sites) hay còn gọi là vùng đa nối (polylinker), vùng khởi đầu sao chép (ori), và hai gen chỉ thị (gen kháng ampicillin và gen lacZ’). Ampicillin là loại kháng sinh giết chết tế bào vi khuẩn, nhưng những vi khuẩn nào chứa vector pUC19 sẽ kháng lại loại kháng sinh này. Gen lacZ’ mã hóa enzyme β-galactosidase, bình thường enzyme này cắt lactose để sản xuất ra glucose và galactose. Enzyme này cũng cắt X-gal để tạo ra một cơ chất màu xanh; khi X-gal được bổ sung vào môi trường, các khuẩn lạc vi khuẩn chứa pUC19 sẽ có màu xanh và dễ dàng nhận biết. Vùng polylinker của vector pUC19 là tập hợp một số vị trí nhận biết đơn của các enzyme hạn chế cho phép gắn đoạn DNA ngoại lai vào plasmid.






Hình 9.4. Plasmid vector tạo dòng đặc trưng pUC19. Mang các vị trí cắt hạn chế đơn trong vùng tạo dòng, vùng khởi đầu sao chép (ori), và hai gen chỉ thị (gen Apr và gen lacZ’).

Plasmid có thể được cắt ở một vị trí xác định bằng enzyme hạn chế. Vì thế, các đoạn được tạo ra có thể tạo vòng bằng cách kết hợp các đầu dính bổ sung. Hơn nữa, các đoạn được tạo ra bởi một enzyme đặc biệt hoạt động trên một phân tử DNA sẽ có đầu tương đồng (đầu dính) với đoạn được tạo ra bởi cùng một enzyme hoạt động trên một phân tử DNA khác. Vì thế, các đoạn từ hai phân tử DNA khác nhau, từ hai cơ thể khác nhau có thể kết hợp bằng các liên kết hydrogen thuận nghịch khi các đoạn này được trộn lại.

Nếu sự kết hợp được gắn lại sau khi bắt cặp, thì các đoạn được kết hợp cố định bền vững, sự kết hợp của các đoạn này được thực hiện nhờ enzyme DNA ligase (còn gọi là polynucleotide ligase) liên kết cộng hóa trị các phân tử tái tổ hợp bằng cách tạo ra liên kết phosphodiester giữa nhóm 5’-PO4 của polynucleotide này với nhóm 3’-OH của polynucleotide khác.




Hình 9.5. Phương thức cơ bản để tạo dòng gen trong vi khuẩn E. coli

Hình 9.5 trình bày toàn bộ phương thức sản xuất DNA tái tổ hợp (tạo dòng gen). Plasmid được cắt ở các vị trí xác định bằng enzyme hạn chế. DNA của một genome ngoại lai được cắt bởi cùng một loại enzyme, một số đoạn trong đó có thể có gen quan tâm. Plasmid và các đoạn của genome được phối trộn và kết hợp nhờ enzyme DNA ligase. Các plasmid tái tổ hợp được biến nạp vào vi khuẩn bằng đồng nuôi cấy plasmid và vi khuẩn.



2. Bacteriophage vector

Các bacteriophage có nhiều ưu điểm khi được sử dụng làm vector tạo dòng. Vector dược sử dụng rộng rãi nhất là bacteriophage  để gây nhiễm vào tế bào E. coli. Một trong những ưu điểm chính của phage  là có hiệu quả chuyển DNA vào trong tế bào vi khuẩn cao. Ưu điểm thứ hai là một phần ba của genome phage  là không cần thiết cho sự xâm nhiễm và sinh sản của nó trong tế bào vật chủ, không có những gen này, một tiểu thể  vẫn chuyển thành công DNA của nó vào vi khuẩn và sinh sản được. Các gen không cần thiết này, khoảng >15 kb, có thể được thay thế bằng một đoạn DNA ngoại lai khoảng 15-23 kb. Ưu điểm thứ ba là DNA sẽ không bị đóng gói trong vỏ  trừ khi nó dài từ 40-50 kb; vì thế các đoạn DNA ngoại lai không bao giờ được chuyển vào tế bào trừ khi chúng được chèn vào trong genome phage , điều kiện cần thiết để đảm bảo đoạn DNA ngoại lai sẽ được tái bản sau khi nó vào trong tế bào vật chủ.

Các gen cần thiết của genome phage  được định vị trong một cụm. Các chủng của phage , được gọi là vector thay thế, đã được biến đổi di truyền với một vị trí RE duy nhất cho EcoRI (chủng phage  thế hệ mới EMBL 3 có ba vị trí cho các RE: EcoRI, BamHI và SalI) trên một mặt khác của các gen không cần thiết (Hình 9.6). Vì thế, có thể loại bỏ các gen không cần thiết bằng EcoRI. DNA ngoại lai được cắt bằng EcoRI sẽ có đầu dính bổ sung cho đầu của các đoạn DNA của phage  cần thiết (nhánh trái và phải), để có thể được kết nối bằng DNA ligase. Genome của phage  có các đoạn sợi đơn ngắn được gọi là các vị trí cos cần cho sự đóng gói DNA trong đầu của phage. Genome tái tổ hợp của phage  sau đó có thể được đóng gói trong vỏ protein và được bổ sung vào trong E. coli. Các phage  gây ra sự xâm nhiễm DNA tái tổ hợp của chúng vào trong tế bào vật chủ, nơi nó sẽ được tái bản. Chỉ các đoạn DNA có kích thước thích hợp và mang các gen cần thiết được đóng gói trong các vỏ của phage, cung cấp một hệ thống chọn lọc tự động cho các vector tái tổ hợp.




Hình 9.6. Bacteriophage λ là một vector tạo dòng hiệu quả

3. Cosmid vector

Các vector phage  chỉ có thể mang các đoạn DNA có kích thước khoảng 15-23 kb. Tuy nhiên, các cosmid vector lại mang được các đoạn DNA có kích thước lớn hơn nhiều, khoảng 45 kb.






Hình 9.7. Tạo dòng trong cosmid. Hai vị trí cos gần vị trí cắt hạn chế ScaI và BamHI. DNA nguồn bị cắt bởi BamHI để phân đoạn có kích thước khoảng 45 kb. Phân tử plasmid DNA được cắt bởi BamHI và ScaI. Hai mẫu DNA này được trộn vào nhau và được gắn bằng T4 DNA ligase. Sau khi gắn xong, những phân tử này được đóng gói trong phần đầu của phage , và những phần tử có thể lây nhiễm sẽ được hình thành sau khi tạo đuôi.

Cosmid là các plasmid nhỏ mang các vị trí cos của phage; chúng có thể được đóng gói trong vỏ virus và được chuyển vào vi khuẩn nhờ sự xâm nhiễm của virus. Do tất cả các gen virus, ngoại trừ các vị trí cos, là không có, nên cosmid có thể mang các đoạn DNA ngoại lai lớn hơn hai lần các đoạn mà phage  vector có thể mang. Các cosmid vector có các thành phần sau: (1) một điểm khởi đầu sao chép của plasmid (ori); (2) một số các vị trí cắt hạn chế đơn; (3) một hoặc hơn các gen chỉ thị chọn lọc; và (4) các vị trí cos cho phép đóng gói DNA trong đầu của phage.

DNA ngoại lai được chèn vào trong cosmid trong cùng một phương thức với plasmid: cosmid và DNA ngoại lai đều được cắt bởi cùng một RE để tạo ra các đầu bổ sung (đầu dính), và chúng được liên kết với nhau bằng DNA ligase. Các cosmid tái tổ hợp được hợp nhất trong vỏ, và các tiểu thể phage được sử dụng để xâm nhiễm vào tế bào vi khuẩn, ở đó cosmid sẽ tái bản như một plasmid. Bảng 9.2 so sánh các tính chất của các vector plasmid, phage  và cosmid.

Bảng 9.2. So sánh các vector plasmid, phage và cosmid



4. Thư viện cDNA

Thư viện cDNA (complementary DNA) là tập hợp các đoạn DNA bổ sung (cDNA) được tổng hợp từ mRNA của một bộ phận trong cơ thể sinh vật. Sử dụng thư viện cDNA có hai ưu điểm sau:

- Các dòng cDNA chứa trình tự mã hóa liên tục của một gen. Nhiều gen ở eukaryote là gián đoạn, có chứa nhiều đoạn intron. Sau khi cắt mRNA tiền thân (pre-mRNA) và nối lại, các đoạn intron đã bị loại và mRNA hoàn chỉnh (mature mRNA) có trình tự mã hóa liên tục được tạo thành. Do cDNA được tạo thành từ khuôn mẫu mRNA hoàn chỉnh nên các dòng cDNA có thể tổng hợp protein cần thiết với số lượng lớn như mong muốn.

- Nhiều protein được tổng hợp với số lượng lớn do những tế bào chuyên hóa và như vậy trong các tế bào này mRNA của protein đó sẽ có tỷ lệ cao và thư viện cDNA được tạo ra từ các tế bào này sẽ có nhiều cDNA mã hóa cho các protein tương ứng. Sự dồi dào cDNA của một vài loại nào đó đã làm giảm nhẹ đáng kể việc xác định đúng dòng mong muốn từ thư viện gen.

Phương pháp tổng hợp gen từ mRNA ngày càng được phát triển, nó kết hợp với các phương pháp khác của sinh học phân tử cho phép ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Xây dựng một thư viện cDNA bao gồm năm bước chính sau:

- Tinh sạch mRNA từ RNA tổng số của một phận cơ thể sinh vật.

- Tổng hợp sợi cDNA thứ nhất từ khuôn mẫu mRNA nhờ enzyme phiên mã ngược (reverse transcriptase).

- Gây biến tính (đun sôi) thể lai mRNA-cDNA để phá hủy sợi mRNA bằng RNase H của E. coli. Tổng hợp sợi cDNA thứ hai từ khuôn mẫu sợi cDNA thứ nhất nhờ enzyme DNA polymerase với primer là vòng cặp tóc của nó để thu được phân tử cDNA sợi đôi.

- Cắt vòng cặp tóc bằng enzyme nuclease S1 và dùng enzyme Klenow sửa chữa hai đầu của sợi đôi cDNA để tạo ra đầu bằng.



­- Gắn các đoạn nối (linker) vào hai đầu của cDNA sợi đôi trước khi tạo dòng trong vector thích hợp để xây dựng thư viện cDNA.


5. Thư viện genomic DNA

Thư viện genomic DNA là một tập hợp các đoạn DNA cùng đại diện cho một genome nguyên vẹn (hoặc gần nguyên vẹn) của cá thể mà DNA được bắt nguồn từ đó. Các thư viện được dùng chủ yếu hoặc để sàng lọc theo các phương pháp khác nhau nhằm phân lập một (hoặc các) trình tự nucleotide quan tâm đặc biệt, hoặc để xác định vị trí và thứ tự của các trình tự trong genome mà từ đó thư viện được xây dựng (physical mapping).

Xây dựng một thư viện genomic DNA bao gồm bốn bước chính: Cắt DNA, gắn DNA vào vector, đóng gói các dòng tái tổ hợp trong vỏ protein của virus để làm bước trung gian trước khi xâm nhập vào tế bào vật chủ, và chuyển cấu trúc đó vào tế bào vật chủ.

Thư viện genomic DNA có nhiều ứng dụng, chẳng hạn để lập bản đồ vật lý (physical mapping) của DNA và xác định các gen gây bệnh hoặc các chuỗi DNA quan tâm cho những phân tích khác.

Sản xuất ra các dòng mang các đoạn chèn DNA khác nhau nhưng gối lên nhau có nhiều thuận lợi và thư viện có thể được sử dụng trong quá trình chromosome walking. Chromosome walking thường được thực hiện với thư viện của cosmid, phage  hoặc YAC2.

Các thư viện genomic DNA cũng cần thiết cho việc xác định các gen gây bệnh bằng cách tạo dòng chức năng (functional cloning). Theo hướng này, thông tin về chức năng của gen được khai thác để phân lập gen mong muốn từ thư viện. Một oligonucleotide có trình tự dựa trên chuỗi amino acid từng phần được dùng như là một probe (mẫu dò) để phân lập dòng cDNA bằng cách sàng lọc thư viện cDNA. Dòng cDNA này sau đó có thể được dùng để sàng lọc thư viện genome nhằm phân lập các dòng genomic DNA và cho phép khảo sát đặc điểm của chuỗi genomic hoàn chỉnh.




IV. Biểu hiện gen ngoại lai trong vi khuẩn

Về mặt lý thuyết, kỹ thuật DNA tái tổ hợp cho phép đưa bất kỳ một gen nào đó từ một sinh vật này vào một sinh vật khác. Vấn đề quan trọng là làm sao để gen ngoại lai có thể biểu hiện trong cơ thể vật chủ.

Để biểu hiện tất cả các gen ngoại lai trong E. coli phải bắt đầu bằng việc gắn đoạn gen ngoại lai vào trong vector biểu hiện (thường là plasmid). Các vector biểu hiện là vector có thể mang các gen ngoại lai mong muốn cho phép thực hiện sự phiên mã của các bản sao được tạo dòng và sự dịch mã các mRNA của chúng trong E. coli. Vector này phải có đủ các cấu trúc cần thiết sau:

- Các trình tự mã hóa gen chỉ thị (marker) để đảm bảo duy trì vector trong tế bào.

- Một promoter kiểm soát phiên mã (ví dụ: lac, trp hoặc tac) cho phép sản xuất một lượng lớn mRNA từ các gen được tạo dòng.

- Các trình tự kiểm soát dịch mã như vùng liên kết ribosome được bố trí thích hợp và codon khởi đầu AUG.

- Một polylinker để đưa gen ngoại lai vào trong một hướng chính xác với promoter.

Chỉ khi được cấu trúc đầy đủ như thế, các vector biểu hiện mang gen ngoại lai mới được biến nạp vào chủng E. coli thích hợp. Nếu đoạn gen ngoại lai không nằm giữa promoter và vị trí kết thúc phiên mã, thì nó sẽ không được phiên mã.




1. Các protein nguyên thể tái tổ hợp

Các protein nguyên thể (native protein) có thể được sản xuất trong E. coli bằng cách sử dụng promoter mạnh và một vùng liên kết ribosome (ribosome binding sites-RBS) hiệu quả. Để biểu hiện gen prokaryote có RBS mạnh chỉ cần cung cấp một promoter là đủ. Trong khi đó, để biểu hiện một gen eukaryote (hoặc một gen prokaryote với một RBS yếu) cần phải cung cấp cả promoter lẫn RBS.


1.1. Biểu hiện của gen prokaryote-Promoter

Bước đầu tiên khi biểu hiện các protein của eukaryote trong vi khuẩn là chọn một vector biểu hiện mang promoter mạnh của prokaryote. Các promoter thích hợp nhất cho biểu hiện của gen ngoại lai ở E. coli là những promoter có khả năng điều chỉnh mạnh. Điển hình là promoter (lai) trp-lac.

Promoter trp-lac còn gọi là promoter tac (một dạng promoter lai giữa promoter trp và promoter lac) đã được sử dụng thành công để sản xuất một lượng lớn protein trong E. coli (Hình 9.8). Promoter trp được điều chỉnh bởi gen ức chế trp và có thể được cảm ứng bởi sự bổ sung của 3-indolylacetic acid (3-IAA) vào môi trường hoặc bằng cách thiếu tryptophan. Trong khi đó, promoter lac được điều chỉnh bởi gen ức chế lac và vì thế có thể được cảm ứng nhờ bổ sung nhân tố cảm ứng isopropyl--D-thiogalactoside (IPTG) vào môi trường nuôi cấy vi khuẩn. Cuối cùng, promoter (lai) trp-lac mang đoạn trp-35 được gắn với đoạn lac-10 và operator lac được điều chỉnh bởi gen ức chế lac (lac repressor).


1.2. Biểu hiện của gen eukaryote-Promoter và vùng liên kết ribosome

Để có mức độ biểu hiện cao của gen ngoại lai trong E. coli, không những phải sử dụng các promoter mạnh để sản xuất một lượng lớn mRNA mà còn sử dụng các RBS để đảm bảo chắc chắn mRNA được dịch mã một cách có hiệu quả. Trong E. coli, RBS bao gồm một mã khởi đầu AUG và một trình tự nucleotide ngược hướng từ codon khởi đầu. Trình tự này được gọi là chuỗi Shine-Dalgarno (SD) giàu A-G, bổ sung cho đầu 3’ của 16S rRNA của E. coli. Liên kết của ribosome với mRNA được khởi đầu bằng cách bắt cặp giữa chuỗi SD trong mRNA và trình tự ở đầu 3’ của 16S rRNA.



Hình 9.8. Vector pKK177-3. pKK177-3 là một tac vector chứa vùng tạo dòng gen ngoại lai cùng hướng với promoter tac. Cùng hướng với vùng này là rrnB mang gen 5S của E. coli và hai nhân tố kết thúc phiên mã T1 và T2.

Hiệu suất dịch mã của mRNA chịu sự chi phối của một số yếu tố như sau :

- Mức độ bổ sung giữa chuỗi SD và đầu 3’ của 16S rRNA.

- Không gian và khả năng để chuỗi DNA nằm giữa chuỗi SD và codon AUG.

- Nucleotide theo sau AUG ảnh hưởng sự liên kết ribosome.

Đưa codon ATG vào trong gen được tạo dòng và duy trì RBS của vi khuẩn bằng cách dùng vector pAS1 (Hình 9.9). Vector pAS1 mang promoter PL và RBS của gen cII của bacteriophage , codon khởi đầu ATG được dung hợp trực tiếp với phần mã hóa đầu amino của gen eukaryote muốn biểu hiện. Cách làm này có thể hạn chế việc tối ưu khoảng cách giữa chuỗi SD của vi khuẩn và codon khởi đầu ATG của gen eukaryote để có được sự biểu hiện hiệu quả của gen. Đoạn DNA có gắn promoter và chuỗi SD sau đó được biến nạp vào các chủng E. coli thích hợp. Sàng lọc thể biến nạp để thu các khuẩn lạc có mức độ phiên mã cao.






Hình 9.9. Vector pAS1. Vector pAS1 là một plasmid dài khoảng 5,8 kb mang promoter PL của bacteriophage  và vị trí cắt hạn chế duy nhất BamHI định vị ở codon khởi đầu ATG của gen cII của bacteriophage .

2. Các protein dung hợp tái tổ hợp

2.1. Protein dung hợp

Protein dung hợp còn gọi là protein lai được mã hóa bởi một gen lai (fusion gene) do sự dung hợp in vitro các đoạn gen khác nhau. Vì vậy, protein dung hợp sẽ mang trình tự amino acid của hai protein khác biệt. Các protein dung hợp được xây dựng cho các mục đích khác nhau. Sự dung hợp gen được thực hiện bằng cách gắn phần mã hóa của gen được tạo dòng ở gần đầu tận cùng 3’ của gen lacZ. Protein dung hợp có những ưu điểm chính sau:

- Protein dung hợp thường được sản xuất với hàm lượng lớn do sự khởi đầu phiên mã và dịch mã được điều khiển bởi các trình tự tiêu chuẩn của E. coli.

- Dung hợp các trình tự ngoại lai với các gen của E. coli thường cho kết quả các sản phẩm ổn định hơn các protein ngoại lai nguyên thể.

2.2. Vector biểu hiện các gen dung hợp với gen lacZ

Một số hệ thống vector được phát triển để biểu hiện các gen dung hợp với gen lacZ, điển hình là các vector họ pUR (Hình 9.10). Chọn vector và vị trí cắt hạn chế thích hợp người ta có thể tiến hành dung hợp cho hầu hết gen được tạo dòng.

2.3. Phát hiện các protein dung hợp

Gắn vector plasmid (ví dụ: pUR) thích hợp với đoạn DNA ngoại lai để tạo ra một sự dung hợp trong khung đọc. Biến nạp các vector này vào E. coli. Kiểm tra các khuẩn lạc riêng biệt mang đoạn DNA ngoại lai mong muốn bằng cách tách chiết DNA của vector plasmid, sau đó cắt bằng enzyme hạn chế thích hợp và điện di kiểm tra trên agarose gel. Sàng lọc các khuẩn lạc sản xuất protein dung hợp.

2.4. Tách chiết các protein dung hợp để sản xuất kháng thể

Protein dung hợp có thể được tách chiết theo một số cách: dùng dịch chiết urea, sắc ký ái lực aminophenylthiogalactoside, điện di sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel (SDS-PAGE) hoặc phối hợp giữa các cách này. Kỹ thuật đơn giản nhất là SDS-PAGE, nhuộm gel và phát hiện băng protein mới, sau đó cắt băng này ra khỏi gel, đông khô rồi nghiền thành bột mịn. Bột này sẽ được dùng để tiêm vào thỏ để sản xuất kháng thể.




tải về 1.11 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương