Khác biệt giữa bản sửa đổi của “DNA tái tổ hợp”
Biểu thức DNA |
|||
| Dòng 13: | Dòng 13: | ||
==Tạo DNA== |
==Tạo DNA== |
||
[[Tập_tin:Gene_cloning.svg|nhỏ|618x618px]] |
[[Tập_tin:Gene_cloning.svg|nhỏ|618x618px]] |
||
Nhân bản phân tử là quá trình tạo ra DNA tái tổ hợp trong phòng thí nghiệm.<ref name="isbn0-201-75054-6">{{cite book |author1=Campbell, Neil A. |author2=Reece, Jane B.. |name-list-style=amp |title=Biology (6th ed.) |publisher=Addison Wesley |location=San Francisco |year=2002 |pages=375–401 |isbn=978-0-201-75054-6 }}</ref><ref name="isbn0-8153-4111-3">{{cite book |author1=Peter Walter |author2=Alberts, Bruce |author3=Johnson, Alexander S. |author4=Lewis, Julian |author5=Raff, Martin C. |author6=Roberts, Keith |title=Molecular Biology of the Cell (5th edition, Extended version) |publisher=Garland Science |location=New York |year=2008 |isbn=978-0-8153-4111-6 }}. Fourth edition is available online through the NCBI Bookshelf: [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=mboc4 link]</ref><ref name=isbn1-4292-2936-5>{{cite book |author1=Berg, Jeremy Mark |author2=Tymoczko, John L. |author3=Stryer, Lubert |title=Biochemistry, 7th ed. (Biochemistry (Berg)) |publisher=W.H. Freeman & Company |year=2010 |isbn=978-1-4292-2936-4 }} Fifth edition available online through the NCBI Bookshelf: [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=stryer link]</ref><ref name="isbn0-7167-2866-4">{{cite book |author=Watson, James D. |title=Recombinant DNA: Genes and Genomes: A Short Course |publisher=W.H. Freeman |location=San Francisco |year=2007 |isbn=978-0-7167-2866-5 }}</ref> |
|||
Đây là một trong hai phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất, cùng với [[phản ứng chuỗi polymerase]] (PCR), được sử dụng để định hướng sao chép bất kỳ trình tự DNA cụ thể nào do nhà thực nghiệm chọn. Có hai sự khác biệt cơ bản giữa các phương pháp. Một là nhân bản phân tử liên quan đến việc sao chép DNA trong một tế bào sống, trong khi PCR sao chép DNA trong ống nghiệm, không có tế bào sống. Sự khác biệt nữa là nhân bản liên quan đến việc cắt và dán các chuỗi DNA, trong khi PCR khuếch đại bằng cách sao chép một chuỗi hiện có. |
|||
==Biểu thức DNA== |
|||
Sau khi cấy ghép vào sinh vật chủ, DNA ngoại lai có trong cấu trúc DNA tái tổ hợp có thể hoặc không [[Biểu hiện gen|biểu hiện]]. Nghĩa là, DNA có thể được sao chép đơn giản mà không biểu hiện, hoặc có thể [[Phiên mã (di truyền học)|phiên mã]] và [[Dịch thuật (sinh học)|dịch mã]] và protein tái tổ hợp được tạo ra. Nói chung, sự biểu hiện của một gen ngoại lai đòi hỏi phải tái cấu trúc gen để bao gồm các trình tự cần thiết để tạo ra một phân tử [[mRNA]] có thể được sử dụng bởi [[Dịch mã (sinh học)|bộ máy dịch mã]] của vật chủ (ví dụ: [[Promoter (sinh học)|promoter]], [[Trình tự Shine-Dalgarno|tín hiệu bắt đầu dịch mã]], và [[Kẻ hủy diệt (di truyền học)|điểm kết thúc phiên mã]]).<ref name="pmid9487731">{{Cite journal |
|||
| last1 = Hannig | first1 = G. |
|||
| last2 = Makrides | first2 = S. |
|||
| title = Strategies for optimizing heterologous protein expression in Escherichia coli |
|||
| journal = Trends in Biotechnology |
|||
| volume = 16 |
|||
| issue = 2 |
|||
| pages = 54–60 |
|||
| year = 1998 |
|||
| pmid = 9487731 |
|||
| doi=10.1016/S0167-7799(97)01155-4 |
|||
}}</ref> Những thay đổi cụ thể đối với sinh vật chủ có thể được thực hiện để cải thiện biểu hiện của gen ngoài tử cung. Ngoài ra, những thay đổi cũng có thể cần thiết đối với trình tự mã hóa, để tối ưu hóa quá trình dịch mã, làm cho protein hòa tan, hướng protein tái tổ hợp đến vị trí thích hợp trong tế bào hoặc ngoại bào và ổn định protein khỏi sự thoái hóa.<ref>{{cite journal |last1=Mahmoudi Gomari |first1=Mohammad |last2=Saraygord-Afshari |first2=Neda |last3=Farsimadan |first3=Marziye |last4=Rostami |first4=Neda |last5=Aghamiri |first5=Shahin |last6=Farajollahia |first6=Mohammad M. |title=Opportunities and challenges of the tag-assisted protein purification techniques: Applications in the pharmaceutical industry |journal=Biotechnology Advances |date=1 December 2020 |volume=45 |page=107653 |doi=10.1016/j.biotechadv.2020.107653 |pmid=33157154 |s2cid=226276355 |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0734975020301555 |language=en |issn=0734-9750}}</ref><ref name="pmid|19892171">{{Cite book |
|||
| last1 = Brondyk | first1 = W. H. |
|||
| title = Guide to Protein Purification, 2nd Edition |
|||
| doi = 10.1016/S0076-6879(09)63011-1 |
|||
| chapter = Chapter 11 Selecting an Appropriate Method for Expressing a Recombinant Protein |
|||
| volume = 463 |
|||
| pages = 131–147 |
|||
| year = 2009 |
|||
| pmid = 19892171 |
|||
| series = Methods in Enzymology |
|||
| isbn = 9780123745361 |
|||
}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Ortega |first1=Claudia |last2=Prieto |first2=Daniel |last3=Abreu |first3=Cecilia |last4=Oppezzo |first4=Pablo Javier |last5=Correa |first5=Agustin |title=Multi-compartment and multi-host vector suite for recombinant protein expression and purification. |journal=Frontiers in Microbiology |date=2018 |volume=9 |pages=1384 |doi=10.3389/fmicb.2018.01384 |pmid=29997597 |pmc=6030378 |language=en |issn=1664-302X|doi-access=free }}</ref> |
|||
==Xem thêm== |
==Xem thêm== |
||
Phiên bản lúc 17:38, ngày 11 tháng 3 năm 2023
| Một phần của loạt bài về |
| Kỹ thuật di truyền |
|---|
 |
| Sinh vật biến đổi gen |
| Lịch sử và quy định |
| Quy trình |
| Ứng dụng |
| Tranh cãi |
DNA tái tổ hợp(viết tắt là rDNA) là phân tử DNA được tạo thành từ hai hay nhiều trình tự DNA của các loài sinh vật khác nhau. Trong kỹ thuật di truyền, DNA tái tổ hợp thường là được tạo thành từ việc gắn những đoạn DNA có nguồn gốc khác nhau vào trong vectơ tách dòng. Những vectơ tách dòng mang DNA tái tổ hợp này có thể biểu hiện thành các protein tái tổ hợp trong các sinh vật. Ví dụ một số dược phẩm là hormone peptide được tạo ra từ công nghệ DNA tái tổ hợp là insulin, hormone tăng trưởng, và oxytocin. Những vắc-xin cũng có thể được sản phẩm bằng phương thức này. Sinh vật chủ được sử dụng phổ biến nhất trong công nghệ DNA này là Escherichia coli.
DNA tái tổ hợp là tên chung cho một đoạn DNA đã được tạo ra bằng cách kết hợp hai hoặc nhiều đoạn từ các nguồn khác nhau. Việc hình thành DNA tái tổ hợp là có thể vì các phân tử DNA từ tất cả các sinh vật có chung cấu trúc hóa học, chỉ khác nhau về trình tự nucleotide. Các phân tử DNA tái tổ hợp đôi khi được gọi là DNA khảm vì chúng có thể được tạo thành từ vật liệu từ hai loài khác nhau như chimera trong thần thoại. Công nghệ rDNA sử dụng trình tự palindromic và dẫn đến việc tạo ra sticky and blunt ends.
Các trình tự DNA được sử dụng trong việc xây dựng các phân tử DNA tái tổ hợp có thể bắt nguồn từ bất kỳ loài nào. Ví dụ, DNA của thực vật có thể nối với DNA của vi khuẩn hoặc DNA của con người có thể nối với DNA của nấm. Ngoài ra, các trình tự DNA không xuất hiện ở bất kỳ đâu trong tự nhiên có thể được tạo ra bằng tổng hợp hóa học của DNA và đưa vào các phân tử DNA tái tổ hợp. Bằng cách sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp và DNA tổng hợp, bất kỳ trình tự DNA nào cũng có thể được tạo ra và đưa vào cơ thể sống.
Protein có thể là kết quả của sự biểu hiện của DNA tái tổ hợp trong các tế bào sống được gọi là protein tái tổ hợp. Khi ADN tái tổ hợp mã hóa protein được đưa vào cơ thể vật chủ, protein tái tổ hợp không nhất thiết được tạo ra.[1] Sự biểu hiện của các protein ngoại lai đòi hỏi phải sử dụng các vectơ biểu hiện chuyên biệt và thường đòi hỏi phải tái cấu trúc đáng kể bằng cách trình tự mã hóa nước ngoài.[2]
DNA tái tổ hợp khác với tái tổ hợp di truyền ở chỗ tái tổ hợp là kết quả của các phương pháp nhân tạo trong khi tái tổ hợp là một quá trình sinh học bình thường dẫn đến việc trộn lại các chuỗi DNA hiện có trong tất cả các sinh vật.
Tạo DNA
Nhân bản phân tử là quá trình tạo ra DNA tái tổ hợp trong phòng thí nghiệm.[3][4][5][6]
Đây là một trong hai phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất, cùng với phản ứng chuỗi polymerase (PCR), được sử dụng để định hướng sao chép bất kỳ trình tự DNA cụ thể nào do nhà thực nghiệm chọn. Có hai sự khác biệt cơ bản giữa các phương pháp. Một là nhân bản phân tử liên quan đến việc sao chép DNA trong một tế bào sống, trong khi PCR sao chép DNA trong ống nghiệm, không có tế bào sống. Sự khác biệt nữa là nhân bản liên quan đến việc cắt và dán các chuỗi DNA, trong khi PCR khuếch đại bằng cách sao chép một chuỗi hiện có.
Biểu thức DNA
Sau khi cấy ghép vào sinh vật chủ, DNA ngoại lai có trong cấu trúc DNA tái tổ hợp có thể hoặc không biểu hiện. Nghĩa là, DNA có thể được sao chép đơn giản mà không biểu hiện, hoặc có thể phiên mã và dịch mã và protein tái tổ hợp được tạo ra. Nói chung, sự biểu hiện của một gen ngoại lai đòi hỏi phải tái cấu trúc gen để bao gồm các trình tự cần thiết để tạo ra một phân tử mRNA có thể được sử dụng bởi bộ máy dịch mã của vật chủ (ví dụ: promoter, tín hiệu bắt đầu dịch mã, và điểm kết thúc phiên mã).[7] Những thay đổi cụ thể đối với sinh vật chủ có thể được thực hiện để cải thiện biểu hiện của gen ngoài tử cung. Ngoài ra, những thay đổi cũng có thể cần thiết đối với trình tự mã hóa, để tối ưu hóa quá trình dịch mã, làm cho protein hòa tan, hướng protein tái tổ hợp đến vị trí thích hợp trong tế bào hoặc ngoại bào và ổn định protein khỏi sự thoái hóa.[8][9][10]
Xem thêm
Tham khảo
- ^ Rosano, Germán L.; Ceccarelli, Eduardo A. (17 tháng 4 năm 2014). “Recombinant protein expression in Escherichia coli: advances and challenges”. Frontiers in Microbiology. 5: 172. doi:10.3389/fmicb.2014.00172. ISSN 1664-302X. PMC 4029002. PMID 24860555.
- ^ “Promoters used to regulate gene expression”. www.cambia.org. Truy cập ngày 16 tháng 2 năm 2018.
- ^ Campbell, Neil A. & Reece, Jane B.. (2002). Biology (6th ed.). San Francisco: Addison Wesley. tr. 375–401. ISBN 978-0-201-75054-6.
- ^ Peter Walter; Alberts, Bruce; Johnson, Alexander S.; Lewis, Julian; Raff, Martin C.; Roberts, Keith (2008). Molecular Biology of the Cell (5th edition, Extended version). New York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-4111-6.. Fourth edition is available online through the NCBI Bookshelf: link
- ^ Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert (2010). Biochemistry, 7th ed. (Biochemistry (Berg)). W.H. Freeman & Company. ISBN 978-1-4292-2936-4. Fifth edition available online through the NCBI Bookshelf: link
- ^ Watson, James D. (2007). Recombinant DNA: Genes and Genomes: A Short Course. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-2866-5.
- ^ Hannig, G.; Makrides, S. (1998). “Strategies for optimizing heterologous protein expression in Escherichia coli”. Trends in Biotechnology. 16 (2): 54–60. doi:10.1016/S0167-7799(97)01155-4. PMID 9487731.
- ^ Mahmoudi Gomari, Mohammad; Saraygord-Afshari, Neda; Farsimadan, Marziye; Rostami, Neda; Aghamiri, Shahin; Farajollahia, Mohammad M. (1 tháng 12 năm 2020). “Opportunities and challenges of the tag-assisted protein purification techniques: Applications in the pharmaceutical industry”. Biotechnology Advances (bằng tiếng Anh). 45: 107653. doi:10.1016/j.biotechadv.2020.107653. ISSN 0734-9750. PMID 33157154. S2CID 226276355.
- ^ Brondyk, W. H. (2009). “Chapter 11 Selecting an Appropriate Method for Expressing a Recombinant Protein”. Guide to Protein Purification, 2nd Edition. Methods in Enzymology. 463. tr. 131–147. doi:10.1016/S0076-6879(09)63011-1. ISBN 9780123745361. PMID 19892171.
- ^ Ortega, Claudia; Prieto, Daniel; Abreu, Cecilia; Oppezzo, Pablo Javier; Correa, Agustin (2018). “Multi-compartment and multi-host vector suite for recombinant protein expression and purification”. Frontiers in Microbiology (bằng tiếng Anh). 9: 1384. doi:10.3389/fmicb.2018.01384. ISSN 1664-302X. PMC 6030378. PMID 29997597.
Đọc thêm
- The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology. Touchstone Books, ISBN 0-671-22540-5. 2nd edition: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1996 paperback: ISBN 0-87969-478-5.
- Micklas, David. 2003. DNA Science: A First Course. Cold Spring Harbor Press: ISBN 978-0-87969-636-8.
- Rasmussen, Nicolas, Gene Jockeys: Life Science and the rise of Biotech Enterprise, Johns Hopkins University Press, (Baltimore), 2014. ISBN 978-1-42141-340-2.
- Rosenfeld, Israel. 2010. DNA: A Graphic Guide to the Molecule that Shook the World. Columbia University Press: ISBN 978-0-231-14271-7.
- Schultz, Mark and Zander Cannon. 2009. The Stuff of Life: A Graphic Guide to Genetics and DNA. Hill and Wang: ISBN 0-8090-8947-5.
- Watson, James. 2004. DNA: The Secret of Life. Random House: ISBN 978-0-09-945184-6.
Liên kết ngoài
| Thư viện tài nguyên ngoại văn về Recombinant proteins |
- Recombinant DNA fact sheet (từ Đại học New Hampshire)
- Plasmids in Yeasts (Tờ thông tin từ Đại học bang San Diego)
- Animation illustrating construction of recombinant DNA and foreign protein production by recombinant bacteria
- Recombinant DNA research at UCSF and commercial application at GenentechBiên bản đã được chỉnh sửa của cuộc phỏng vấn năm 1994 với Herbert W. Boyer, Dự án lịch sử sống. Lịch sử truyền miệng.
- Recombinant Protein Purification Principles and Methods Handbook
- Massachusetts Institute of Technology, Oral History Program, Oral History Collection on the Recombinant DNA Controversy, MC-0100. Viện Công nghệ Massachusetts, Bộ sưu tập đặc biệt, Cambridge, Massachusetts