质粒101:启动子区域-开始!

肯德尔·摩根

质粒图一旦你得到了解质粒是什么总的来说,是时候看看它的一些部分了。元素,例如抗生素耐药基因复制的起源对于复制质粒是必要的,并确保细胞保持它。在这里,我们将涵盖启动子,这对于获得质粒表达我们感兴趣的基因是必要的。该元素负责将插入件的转录引起RNA。

在实践中,“启动子”一词描述了启动子(RNA聚合酶结合位点)和操作子(反应元件)的结合。启动子大约有100到1000个碱基对长,位于目标基因的上游。启动子区域的序列控件的绑定RNA聚合酶和转录因子,因此,促进剂在确定您的利益基因将被表达时发挥着重要作用。

RNA聚合酶

RNA是用RNA聚合酶(RNAP)从DNA转录而来的。在细菌中,这是由一种酶完成的;然而,真核生物具有多重聚合酶,每种聚合酶都负责特定的RNA亚群。为了获得这种特异性,真核RNAP可以识别并结合特定的启动子元件。这意味着,在您的质粒骨干必须与需要进行的RNA的类型兼容:如果您希望mRNA(对于基因表达),您需要使用RNAP II启动子,而小RNA(例如shRNA)从RNAP III启动子转录。该帖子具有通用RNAP II和RNAP III转录的启动子;然而,使用病毒LTR作为RNAP II启动子通常在慢病毒和逆转录病毒构建体中使用,并且我们将在病毒载体部件的未来帖子中讨论这些。

启动子特异性

除了根据RNA转录物的类型选择推动者,您还需要确保您的质粒具有适合于宿主生物工作的启动子。因为转录机构在细胞类型或生物之间的不同之处,所以启动子必须是类似的变化。细菌启动子只在原核细胞中起作用,而且通常只在它们起源的相同或密切相关的物种中起作用。类似地,各种真核细胞类型(哺乳动物、酵母、植物等)需要独特的启动子,并且很少有交叉。一般来说,细菌中的促进剂不太多样化,复杂,零件少于真核细胞。一些发起人是组成性活跃的,并且一直处于活跃状态,而另一些发起人则受到更仔细的控制。受调控的启动子可能只在某些组织中或在发育过程中的特定时间起作用,也可能有方法通过化学、加热或光来随意打开或关闭它们。在细胞中,启动子本身受其他调节因素控制:增强子、边界元素、绝缘体和消音器;然而,可能会出现一些转录的“泄漏”。这对细胞来说通常不是什么大问题,但如果你感兴趣的基因有毒,它可能会混淆研究结果,甚至杀死你的细胞。为了解决这个问题,科学家们创造了一种新的方法YNITHETIC启动子,其通常包括其他启动子元素的某种组合,并且趋于更紧密地调节。

真核生物和原核生物的共同启动子

我们在下面列出了两个参考表,列出了一些最常见的细菌和哺乳动物启动子。这些列表不是详尽的,但应该是一个好地方开始时,试图选择你的完美促进者!

真核启动子

发起人 主要用于 RNA转录 描述 表达 其他考虑事项
CMV 一般表达式 信使核糖核酸 来自人类巨细胞病毒的强哺乳动物表达启动子 构成的 可能包含增强器区域。在某些细胞类型中可以被沉默。
EF1a 一般表达式 信使核糖核酸 人延伸因子1α在哺乳动物中的强表达 构成的 无论细胞类型或生理学如何,倾向于提供一致的表达。
SV40 一般表达式 信使核糖核酸 猴空泡病毒40的哺乳动物表达启动子 构成的 可能包括增强剂。
PGK1(人或小鼠) 一般表达式 信使核糖核酸 哺乳动物启动子的phosphoglyceratE激酶基因。 构成的 广泛表达,但可能因细胞类型而异。倾向于抵抗由于甲基化或去乙酰化引起的启动子下调。
UBC. 一般表达式 信使核糖核酸 来自人泛素C基因的哺乳动物启动子 构成的 顾名思义,此启动子无处不在。
人β肌动蛋白 一般表达式 信使核糖核酸 哺乳动物β-肌动蛋白基因启动子 构成的 无处不在的。鸡肉型常用于启动子杂交种。
c 一般表达式 信使核糖核酸 强杂交哺乳动物启动子 构成的 包含CMV增强子、鸡β肌动蛋白启动子和兔β珠蛋白剪接受体。
tr 一般表达式 信使核糖核酸 四环素反应元件启动子 可被四环素或其衍生物诱导。 通常含有具有低基础活性的最小启动子和几种四环素算子。根据使用TET转移剂,可以打开或关闭转录。
uas. 一般表达式 信使核糖核酸 含有Gal4结合位点的果蝇启动子 具体的 需要Gal4基因的存在来激活启动子。
Ac5 一般表达式 信使核糖核酸 果蝇肌动蛋白5c基因的强昆虫启动子 构成的 常用于果蝇的表达系统。
多面体 一般表达式 信使核糖核酸 来自Baculovirus的强昆虫启动子 构成的 常用于昆虫细胞的表达系统。
Camkiia. 光遗传学的基因表达 信使核糖核酸 钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ启动子 具体的 用于神经元/中枢神经系统表达。由钙和钙调素调节。
GAL1,10 一般表达式 信使核糖核酸 酵母相邻的、不同转录的启动子 半乳糖诱导;葡萄糖抑制的 可以单独使用,也可以一起使用。由GAL4和GAL80规定。
TEF1 一般表达式 信使核糖核酸 酵母转录伸长因子启动子 构成的 类似于哺乳动物的EF1a启动子。
GDS. 一般表达式 信使核糖核酸 来自甘油醛3-磷蔗糖脱氢酶的强酵母表达启动子 构成的 非常强,也称为TDH3或GAPDH。
ADH1 一般表达式 信使核糖核酸 酒精脱氢酶酵母促进剂Ⅰ 乙醇抑制 全长版本具有高表达式。截短的启动子是组成型,表达下降。
CaMV35S 一般表达式 信使核糖核酸 来自花椰菜马赛克病毒的强植物启动子 构成的 在单萝卜中活跃,在单焦点中活跃,在动物细胞中有一些活性。
UBI. 一般表达式 信使核糖核酸 来自玉米泛素基因的植物启动子 构成的 在植物中高度表达。
H1 小RNA表达 Shrna. 来自人聚合酶III RNA启动子 构成的 可能比U6表达略低。可以在神经元细胞中具有更好的表达。
U6 小RNA表达 Shrna. 来自人类U6小核启动子 构成的 小鼠U6也被使用,但可能效率较低。

原核促进剂

发起人 主要用于 描述 表达 其他考虑事项
T7 体外转录/一般表达 T7噬菌体启动子 组成型,但需要T7 RNA聚合酶。 当用于体外转录时,启动子根据其对基因的方向驱动正反义转录本。
T7lac 高水平的基因表达 来自T7噬菌体Plus Lac算子的启动子 未诱导时可忽略的基础表达。需要T7 RNA聚合酶,该聚合酶也由lac操作员控制。可由IPTG诱导。 常见于宠物媒介。v密码算子紧密调控。善于通过各种诱导浓度调节基因表达。
SP6. 体外转录/一般表达 Sp6噬菌体启动子 组成,但需要SP6 RNA聚合酶。 SP6聚合酶具有高的加工率。用过的时候或体外转录,启动子根据其对基因的方向驱动意义或反义转录物。
阿拉巴德 一般表达式 阿拉伯糖代谢操纵子的启动子 阿拉伯糖和压抑诱导分解代谢物抑制存在葡萄糖或通过竞争结合的反诱导剂焦点 弱。常见于pBAD载体。有利于快速调节和低基础表达;但是,不适合通过各种诱导浓度调节基因表达。
TRP. 高水平的基因表达 大肠杆菌色氨酸操纵子启动子 压抑的 会被高水平的细胞色氨酸关闭。
Lac. 一般表达式 Lac Operon的推动者 在缺乏lac阻遏物(lacI或lacIq)的情况下形成。可由IPTG或乳糖诱导。 带s的漏泄启动子多么虚弱的表情。LACIQ突变增加阻遏物10X的表达,从而拧紧LAC启动子的调节。善于通过各种诱导浓度调节基因表达。
PTAC. 一般表达式 lac和trp的杂交启动子 像乳酸启动子一样调节 包含来自trpB的-35区域和来自lac的-10区域。监管非常严格。善于通过各种诱导浓度调节基因表达。一般来说,表达比单独使用lac更好。
pL 高水平的基因表达 来自噬菌体λ的启动子 温度可以调节吗 通常与温度敏感的cI857阻遏物配对。
T3 体外转录/一般表达 T3噬菌体启动子 组成型,但需要T3 RNA聚合酶 当用于体外转录时,促进剂根据其对基因的定向驱动意义或反义转录物

虽然这个列表是一个很好的起点,但上面的表格并没有深入研究科学家可以利用的组织或发育特异性促进剂。质粒通常用于治疗,在这些情况下,识别正确的组织特异性启动子非常重要,正如NIH研究人员所描述的那样在这里.


注:A.Max Juchheim对本文的撰写做出了贡献。

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