第五章
1.如果一个载体有两个或两个以上的复制起点,那么这个载体会有什么不一样?
有两种情况:一是两个复制起点适用的宿主细胞不一样,比如说,一个复制起点适合于大肠杆菌,因为大肠杆菌是基因工程中使用频率最高的宿主菌,另一个复制起点适合于另一种细菌或真核生物细胞,那么这种克隆载体常称之为穿梭载体(shuttle vector),换言之,穿梭载体可在两种生物内进行来回的穿梭;
另一种情况是同一个载体中的两个复制起点都是适合于一种细胞的,只不过这两个复制起点分别是在一定遗传背景条件下起作用,这种类型的载体多数是属于大肠杆菌的载体。
2.多克隆位点区:分子克隆载体的目的就是要将外源基因通过体外重组,形成重组DNA分子,然后再转移到某种宿主细胞内,那么克隆载体就应该有一个位点供外源DNA插入,这个位点就是克隆位点。克隆位点一定是一个限制酶切位点,而且必须是由6个核苷酸或6个核苷酸以上的序列组成的限制酶识别位点。虽然克隆位点是限制酶识别位点,但不是载体上所有限制酶位点都能作为克隆位点。
一般说来,载体中的克隆位点必须是唯一的,即同一种限制酶识别位点在一个载体中只能有一个。
由于不同基因的末端可以由不同的限制酶所产生,因而为了减少分子克隆的工作量,科学家们构建了具有多个克隆位点的载体,而且将多个克隆位点集中在一个很短的序列内,这种序列常常被称之为多克隆位点区(multiple cloning site)。
3.a链互补的优缺点:
β—半乳糖苷酶基因有1021 AAs,基因产物不具酶活性,装配为四聚体后才有酶活。该蛋白质可分为两部分:α链和β链。前者负责四聚体装配,后者具β—半乳糖苷酶活性;只有当两者都存在时,才会表现出酶活性,该作用称之为α-互补作用。这两个部分可独立存在, 分别由两个基因编码。为α链编码的基因称之为lacZα(编码145 AAs)。这两个基因(LacZ和LacZα)均可作为标记基因。
β—半乳糖苷酶基因的优点:
a. 酶催化X-Gal水解为兰色产物,检测直观
b. lacZα编码5'-端可容许很大的变化而不影响酶活性
c. lacZα和β链基因的分别表达可使载体小而容量大
4.表达型载体(expression vector):这类载体主要用于研究基因的表达或是用于大量生产一些有用的转录产物或蛋白质,有的也可用于cDNA文库的建立。这类载体除具有普通型载体的特征外,它还含有某些基因的启动子序列,有的还含有转录终止子序列,为了基因表达产物便于检测或是为了简化基因表达产物的分离纯化,有的表达型载体除含有基因启动子序列外,它还有一段为信号
肽链编码的DNA序列,这段信号肽链可以使蛋白质分必到细胞外。
5.Ti 质粒的结构
i. 环状ds-DNA,具六个功能区
i) 致瘤区:合成植物生长素和细胞分裂素
ii) 冠瘿碱合成区:参与冠瘿碱合成
iii) 冠瘿碱分解区:参与冠瘿碱分解
iv) Ti 质粒转移区(tra):参与不同农杆菌中的接合转移
v) 毒(性)区:参与T-DNA的转移和插入植物染色体
vi) DNA复制区:参与Ti 质粒DNA复制
ii. T-DNA
T-DNA包括植物激素冠瘿碱合成区基因及两侧相同的25 bp重复序列,T-DNA整合不具特异性,右侧25 bp重复序列对T-DNA的转移至关重要。
不同Ti 质粒中的T-DNA结构是不相同的,其中
i) 胭脂碱Ti 质粒的T-DNA长23bp,结构连续,具13个基因
ii) 鱆鱼碱Ti 质粒中的T-DNA不连续,分左右两段,分别称之为TL和TR, TLDNA长13.2 kb,含8个基因,包括鱆鱼碱合成酶和植物激素合成基因, TR –DNA长7.9 kb,含5个基因,参与甘露碱(mannopine)和农碱合成
iii)两者同源性:主要集中在植物激素合成区。
6.Ti质粒载体
包括双元载体(反式载体)
共整合载体(顺式载体)
共整合载体(顺式载体):
i)中间载体(intermediate vector)
由以下几部分组成:
适合于E.coli和A.tumefaciens自主复制和选择用标记基因
适合于植物细胞选择用标记基因
一段来自天然Ti质粒的部分T-DNA序列或PBR322部分序列(提供同源重组)
1-2个来自T-DNA的25bp重复序列
用于表达外源基因的DNA序列(如启动子、终止子序列)
ii)非致瘤Ti质粒载体(disarmed Ti plasmid)
该类载体实际上是辅助载体,其特点是用pBR322 DNA取代了Ti质粒中参与植物激素合成基因序列,它可以与含有pBR322 序列的DNA发生同源重组,构成一个完整的重组DNA序列,然后转移至植物细胞。
顺式作用元件:与结构基因串联的特定的DNA序列。如启动子,远侧调节元件增强子。
反式作用因子:可调节转录的一类蛋白质,是位于不同染色体或同一染色体相距较远的基因编码的蛋白质因子,在结构上有一DNA结合序列(结合域),还有转录活化结构域。
7.λ载体的种类
目前由λDNA组建的载体已有上百种之多,根据外源DNA进入载体的方式分为两种类型:
i. 插入型—即将外源DNA直接插入已构建载体中,如λgt11 、 λgt10 ,可以插入长达7 Kb的DNA。这类载体被限制酶切成左右臂。
ⅱ.取代型—即利用一段外源DNA去取代载体中的一段DNA,而这段DNA常含有一定的标记基因。这类载体常被限制酶切为三段:左臂、隔离段和右臂。
有的取代型λ载体亦可用作插入型载体,如Charon 4A
8.载体容量
M13mp载体 <4 kb
细菌质粒载体 <10kb
λ载体 <23kb
cos质粒载体 <48kb
P1载体 <95 kb
pYAC载体 ∽1000 kb
合适的克隆位点
单克隆位点和多克隆位点