基于CRISPR-Cas12a和λ Red重組酶體系的質(zhì)粒編輯系統(tǒng)的構(gòu)建及其應(yīng)用
發(fā)布時間:2020-12-09 20:08
質(zhì)粒是研究細(xì)菌、病毒和真核生物細(xì)胞內(nèi)遺傳信息和通路異質(zhì)性表達(dá)的有用工具。隨著分子生物學(xué)技術(shù)日益發(fā)展,已經(jīng)有許多方法可用于體外、體內(nèi)質(zhì)?寺。ㄈ缑盖忻高B、PCR、體外重組以及體內(nèi)重組等),甚至大片段克隆也不再是難題。常用的酶切法受限于酶切位點的存在與否及唯一性,添加酶切位點會引入的額外序列與DNA序列復(fù)雜性(如DNA片段過大、序列堿基分布及含量等)相關(guān)的擴增困難,以及應(yīng)用于構(gòu)建質(zhì)粒文庫時的操作復(fù)雜、耗時長。重組技術(shù)一定程度上解決上述問題。重組技術(shù)是一種基于核酸同源重組原理,利用噬菌體重組蛋白促進(jìn)寡核苷酸或線性DNA介導(dǎo)的體內(nèi)同源重組技術(shù),已廣泛應(yīng)用于質(zhì)粒、細(xì)菌人工染色體質(zhì)粒和多種原核生物基因組DNA的改造,包括堿基突變、缺失或插入。鑒于其重組效率相對較低,需要添加篩選標(biāo)記(如抗生素)來增加重組效率,而后去掉篩選標(biāo)記則需利用兩步法或引入序列特異性重組酶切除抗性標(biāo)簽(抗性基因兩邊有同向的兩個短的DNA序列可以被特定的重組酶識別),切除后仍會留下一個短的能夠被重組酶識別的DNA序列,這種重組操作更復(fù)雜且耗時長,很難得到一個真正的無痕突變株。此外,重組質(zhì)粒形成多聚體形式或是同一細(xì)胞內(nèi)重組質(zhì)粒與親...
【文章來源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1重組的模型圖[6]??
意思的發(fā)現(xiàn)是CRISPR序列中許多間隔序列是來源于質(zhì)粒和發(fā)現(xiàn)CRISPR位點是可以轉(zhuǎn)錄的[27],而且推測cas基因編碼酶結(jié)構(gòu)域[24,26,28,29],所以綜合起來推測〇113?1^38是一個RNAs是侵染的記憶標(biāo)記2007年,乳酸桿菌與嗜熱鏈球首次提供了?CRISPR-Cas介導(dǎo)適應(yīng)性免疫實驗證據(jù)[31],這個法就是在牛奶工業(yè)生產(chǎn)過程中培養(yǎng)的細(xì)菌中含有的天然CRI抵御噬菌體的感染,這是一個成功應(yīng)用CRISPR-Cas于生物08年,有研究報道在大腸桿菌中,具有導(dǎo)向作用的成熟C)與Cas蛋白形成復(fù)合物干擾病毒的增殖Pl,同一年,在病道了?CRISPR-Cas系統(tǒng)靶向DNA的活性[34],后來研究確定重復(fù)序列(CRISPR,Clustered?Regular丨y?Interspaced?Short和CRISPR相關(guān)蛋白是大多數(shù)細(xì)菌及古細(xì)菌中的一種獲得性來核酸例如來自噬菌體DNA或RNA,質(zhì)粒和其它外源DN的CRISPR-Cas系統(tǒng)具有共同的特性,如重復(fù)間隔序列,這是Cas核酸酶剪切外來核酸的相關(guān)特性[35,36]。??Immunization??
圖3?CRISPR的分類分型[40,41]??4?CRISPR的作用機制??CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)的作用機制主要包括三步,DNA的編碼,RNA的導(dǎo)向靶向DNA。第一步就是間隔序列的獲取,Casl和Cas2將外源入侵的核酸序列整到CRISPR序列的5’端中也就是鄰近前導(dǎo)序列成為新的間隔序列;第二步是CRISP序列表達(dá)產(chǎn)生成熟前體CRISPR?RNA?(pre-crRNA),它是一個單鏈的RNA分子含所有的重復(fù)間隔序列。I型系統(tǒng)Cas6處理加工Pre-crRNA?(I-C型是由Cas5加處理),在II型系統(tǒng)中是由RNase?III和Cas9加工處理,使pre-crRNA成為成熟crRNA?(CRISPRRNA);最后一步是干擾與間隔序列互補的入侵核酸。在I型系中,crRNA與Cascade復(fù)合物相互作用產(chǎn)生效應(yīng)復(fù)合物依賴間隔序列與促間隔序之間的互補性識別和結(jié)合外源入侵的雙鏈DNA,并招募Cas3來切割靶向dsDNcrRNA與互補耙向DNA鏈之間的堿基配對將導(dǎo)致非耙向DNA鏈R?loop的形成然后Cas3的核酸外切酶活性在促間隔序列之內(nèi)切割非靶向鏈并以一種依賴鐵
本文編號:2907415
【文章來源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1重組的模型圖[6]??
意思的發(fā)現(xiàn)是CRISPR序列中許多間隔序列是來源于質(zhì)粒和發(fā)現(xiàn)CRISPR位點是可以轉(zhuǎn)錄的[27],而且推測cas基因編碼酶結(jié)構(gòu)域[24,26,28,29],所以綜合起來推測〇113?1^38是一個RNAs是侵染的記憶標(biāo)記2007年,乳酸桿菌與嗜熱鏈球首次提供了?CRISPR-Cas介導(dǎo)適應(yīng)性免疫實驗證據(jù)[31],這個法就是在牛奶工業(yè)生產(chǎn)過程中培養(yǎng)的細(xì)菌中含有的天然CRI抵御噬菌體的感染,這是一個成功應(yīng)用CRISPR-Cas于生物08年,有研究報道在大腸桿菌中,具有導(dǎo)向作用的成熟C)與Cas蛋白形成復(fù)合物干擾病毒的增殖Pl,同一年,在病道了?CRISPR-Cas系統(tǒng)靶向DNA的活性[34],后來研究確定重復(fù)序列(CRISPR,Clustered?Regular丨y?Interspaced?Short和CRISPR相關(guān)蛋白是大多數(shù)細(xì)菌及古細(xì)菌中的一種獲得性來核酸例如來自噬菌體DNA或RNA,質(zhì)粒和其它外源DN的CRISPR-Cas系統(tǒng)具有共同的特性,如重復(fù)間隔序列,這是Cas核酸酶剪切外來核酸的相關(guān)特性[35,36]。??Immunization??
圖3?CRISPR的分類分型[40,41]??4?CRISPR的作用機制??CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)的作用機制主要包括三步,DNA的編碼,RNA的導(dǎo)向靶向DNA。第一步就是間隔序列的獲取,Casl和Cas2將外源入侵的核酸序列整到CRISPR序列的5’端中也就是鄰近前導(dǎo)序列成為新的間隔序列;第二步是CRISP序列表達(dá)產(chǎn)生成熟前體CRISPR?RNA?(pre-crRNA),它是一個單鏈的RNA分子含所有的重復(fù)間隔序列。I型系統(tǒng)Cas6處理加工Pre-crRNA?(I-C型是由Cas5加處理),在II型系統(tǒng)中是由RNase?III和Cas9加工處理,使pre-crRNA成為成熟crRNA?(CRISPRRNA);最后一步是干擾與間隔序列互補的入侵核酸。在I型系中,crRNA與Cascade復(fù)合物相互作用產(chǎn)生效應(yīng)復(fù)合物依賴間隔序列與促間隔序之間的互補性識別和結(jié)合外源入侵的雙鏈DNA,并招募Cas3來切割靶向dsDNcrRNA與互補耙向DNA鏈之間的堿基配對將導(dǎo)致非耙向DNA鏈R?loop的形成然后Cas3的核酸外切酶活性在促間隔序列之內(nèi)切割非靶向鏈并以一種依賴鐵
本文編號:2907415
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