哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體的主要構(gòu)成部分
瀏覽次數(shù):1439 發(fā)布日期:2024-3-26
來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)是在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中生產(chǎn)重組蛋白的廣泛使用的平臺(tái)。哺乳動(dòng)物細(xì)胞為蛋白表達(dá)提供了幾個(gè)優(yōu)勢,包括進(jìn)行復(fù)雜翻譯后修飾的能力、蛋白質(zhì)的正確折疊、將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外環(huán)境中的能力等。哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)廣泛用于生物技術(shù)和制藥工業(yè),用于生產(chǎn)重組蛋白、疫苗、病毒載體和單克隆抗體。
哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體是專門設(shè)計(jì)基因在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中表達(dá)的DNA構(gòu)建體,載體含有靶基因有效轉(zhuǎn)錄、翻譯和表達(dá)所需的幾個(gè)關(guān)鍵成分。接下來詳細(xì)介紹哺乳細(xì)胞蛋白表達(dá)載體元件構(gòu)成,以下是哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體的主要成分:
1.啟動(dòng)子:
啟動(dòng)子是一種DNA序列,它位于基因的上游,起著調(diào)控轉(zhuǎn)錄起始的作用,并決定基因表達(dá)的水平和特異性。通過募集RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子,啟動(dòng)子能夠啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體中,常用的強(qiáng)組成型啟動(dòng)子包括巨細(xì)胞病毒(CMV)啟動(dòng)子、人延伸因子1α(EF1α)啟動(dòng)子、猿猴空泡病毒40(SV40)啟動(dòng)子、延伸因子1α(EF1α)啟動(dòng)子以及人/鼠β肌動(dòng)蛋白啟動(dòng)子。這些啟動(dòng)子能夠確保插入的基因在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中得到穩(wěn)定的表達(dá)。
2.增強(qiáng)子元件:
增強(qiáng)子元件是一種DNA序列,其功能在于提升啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性,進(jìn)而增強(qiáng)基因的表達(dá)。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體的構(gòu)建中,常常引入源自病毒或細(xì)胞的增強(qiáng)子元件,如SV40增強(qiáng)子或人類即時(shí)早期巨細(xì)胞病毒增強(qiáng)子。這些元件的引入,旨在提高目的基因在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的表達(dá)水平。增強(qiáng)子可以位于啟動(dòng)子區(qū)域的上游或下游,并發(fā)揮促進(jìn)靶基因高效表達(dá)的作用。
3.聚腺苷酸化信號(hào)(PolyA信號(hào)):
多腺苷酸化信號(hào),也稱為polyA信號(hào)或polyA尾,是在轉(zhuǎn)錄過程中添加到信使核糖核酸3'端的腺嘌呤核苷酸序列,發(fā)出轉(zhuǎn)錄終止和多聚(C)尾添加到mRNA轉(zhuǎn)錄物中的信號(hào),在信使核糖核酸的穩(wěn)定性、從細(xì)胞核輸出和翻譯效率方面起著關(guān)鍵作用,哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體通常包含基因下游的polyA信號(hào),以確保適當(dāng)?shù)膍RNA處理和穩(wěn)定性。
4.選擇標(biāo)記:
選擇標(biāo)記物是指能夠編碼出對特定抗生素或其他選擇性藥物產(chǎn)生耐藥性的蛋白質(zhì)的基因。這些標(biāo)記物通常用于穩(wěn)定轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn),以便鑒定和分離那些已經(jīng)將表達(dá)載體整合到其基因組中的哺乳動(dòng)物細(xì)胞系。具體實(shí)例包括抗生素抗性基因,例如新霉素(neomycin)抗性基因或嘌呤霉素(puromycin)抗性基因,以及能夠賦予細(xì)胞對藥物抗性的基因,例如潮霉素抗性基因或殺稻瘟菌素(blasticidin)抗性基因。這些選擇標(biāo)記物的應(yīng)用,有助于在細(xì)胞培養(yǎng)和基因工程中實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的細(xì)胞篩選和鑒定。
5.復(fù)制的起始點(diǎn)(ORI):
復(fù)制的起始點(diǎn)是作為DNA復(fù)制起點(diǎn)的DNA序列。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體中,可包含源自哺乳動(dòng)物病毒(如SV40或牛乳頭瘤病毒(BPV)來源)的ORI,以確保載體DNA在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的有效復(fù)制。然而,對于質(zhì)粒等非病毒載體,細(xì)菌ORI(例如ColE1來源)也可能存在于細(xì)菌宿主中用于繁殖。
6.細(xì)菌的選擇性標(biāo)記:
哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體通常在細(xì)菌宿主如大腸桿菌中繁殖和擴(kuò)增。因此,它們通常包含細(xì)菌生長的選擇性標(biāo)記,例如抗生素抗性基因(例如,氨芐青霉素或卡那霉素抗性基因),能夠在細(xì)菌培養(yǎng)中的克隆和質(zhì)粒擴(kuò)增步驟中選擇攜帶表達(dá)載體的菌落。
7.多克隆位點(diǎn)(MCS):
多克隆位點(diǎn)(MCS),乃一種簡短的DNA序列,內(nèi)含多個(gè)獨(dú)特的限制性內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)。MCS通常坐落于啟動(dòng)子下游以及其他表達(dá)元件上游,這些位點(diǎn)通過限制性內(nèi)切酶的消化與連接作用,為將特定基因方便地插入載體中提供了可能。通過提供多種限制性位點(diǎn)以定向克隆DNA片段,MCS大大簡化了克隆過程。
此外,根據(jù)實(shí)驗(yàn)或應(yīng)用的具體要求,哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體可以包含其他元件,例如用于蛋白質(zhì)分泌的信號(hào)肽、用于蛋白質(zhì)檢測和蛋白純化的表位標(biāo)簽或用于誘導(dǎo)表達(dá)的特定調(diào)節(jié)元件。
通過表達(dá)載體基本成分,哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)載體能夠在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中高效表達(dá)基因,用于各種研究、生物技術(shù)和治療應(yīng)用,載體可以根據(jù)特定的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行定制和優(yōu)化,包括啟動(dòng)子、選擇標(biāo)記和其他調(diào)控元件的選擇。