基因敲除是通過一定的途徑使機體特定的基因失活或缺失的技術(shù)??茖W家常借助基因敲除技術(shù),使特定的基因功能喪失,從而使部分功能被屏蔽,并可進一步對生物體造成影響,進而推測出該基因的生物學功能。來源于λ噬菌體的Red同源重組系統(tǒng)就可用于大腸桿菌等一系列工程菌的基因敲除。
(1)Red同源重組由λ噬菌體的exo、bet、gam3個基因組成,分別編碼EXO、BET、GAM3種蛋白質(zhì),EXO為雙鏈核酸外切酶,可以結(jié)合在雙鏈DNA的末端,產(chǎn)生3′黏性末端;BET結(jié)合在EXO外切產(chǎn)生的末端單鏈上,促進其與受體細胞內(nèi)正在復制的靶序列進行同源重組,替換靶基因;GAM蛋白能夠抑制受體細胞內(nèi)核酸外切酶活性,進而
抑制
抑制
(選填“抑制”或“促進”)受體細胞對外源DNA的降解。
(2)Red同源重組技術(shù)要用到質(zhì)粒pKD46,該質(zhì)粒含有溫度敏感型的復制起點oriR101,在30℃培養(yǎng)時可以正常復制,而高于37℃時會自動丟失;還有由ParaB啟動子調(diào)控的exo、bet、gam基因,需要L-阿拉伯糖誘導表達。λ-Red系統(tǒng)介導的基因敲除過程如圖所示。
①將pKD46導入處于 感受態(tài)
感受態(tài)
(某種狀態(tài))的大腸桿菌,為使pKD46在細菌內(nèi)正常復制、Red重組酶正常合成,必需滿足 培養(yǎng)溫度為30℃,且培養(yǎng)基中含L-阿拉伯糖
培養(yǎng)溫度為30℃,且培養(yǎng)基中含L-阿拉伯糖
的培養(yǎng)條件。過程I是用含有青霉素的培養(yǎng)基篩選成功導入了pKD46的大腸桿菌,這說明 實驗用大腸桿菌不含青霉素抗性基因(或在含青霉素培養(yǎng)基中不能存活)且pKD46質(zhì)粒含有青霉素抗性基因
實驗用大腸桿菌不含青霉素抗性基因(或在含青霉素培養(yǎng)基中不能存活)且pKD46質(zhì)粒含有青霉素抗性基因
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②用PCR技術(shù)擴增卡那霉素抗性基因,將獲得的線性DNA片段導入大腸桿菌,通過同源重組將大腸桿菌基因組DNA上的特定靶基因敲除。
③為篩選出同源重組成功(即靶基因被敲除)的大腸桿菌,過程II所用的培養(yǎng)基必需含有 卡那霉素
卡那霉素
;然后在 高于37℃的溫度下培養(yǎng)
高于37℃的溫度下培養(yǎng)
,把質(zhì)粒pKD46除去。
④Red同源重組技術(shù)要用到質(zhì)粒pKD46,該質(zhì)粒含有ParaB啟動子,負責調(diào)控exo、bet、gam基因,ParaB啟動子的作用是 是RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位,驅(qū)動exo、bet、gam基因轉(zhuǎn)錄出mRNA
是RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位,驅(qū)動exo、bet、gam基因轉(zhuǎn)錄出mRNA
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