定点突变
- 格式:docx
- 大小:130.25 KB
- 文档页数:5
基因定点突变一、定点突变的目的把目的基因上面的一个碱基换成另外一个碱基。
二、定点突变的原理通过设计引物,并利用PCR将模板扩增出来,然后去掉模板,剩下来的就是我们的PCR产物,在PCR产物上就已经把这个点变过来了,然后再转化,筛选阳性克隆,再测序确定就行了。
三、引物设计原则引物设计的一般原则不再重复。
突变引物设计的特殊原则:(1)通常引物长度为25~45 bp,我们建议引物长度为30~35 bp。
一般都是以要突变的碱基为中心,加上两边的一段序列,两边长度至少为11-12 bp。
若两边引物太短了,很可能会造成突变实验失败,因为引物至少要11-12个bp才能与模板搭上,而这种突变PCR要求两边都能与引物搭上,所以两边最好各设至少12个bp,并且合成多一条反向互补的引物。
(2)如果设定的引物长度为30 bp,接下来需要计算引物的Tm值,看是否达到78℃(GC含量应大于40%)。
(3)如果Tm值低于78℃,则适当改变引物的长度以使其Tm值达到78℃(GC含量应大于40%)。
(4)设计上下游引物时确保突变点在引物的中央位置。
(5)最好使用经过纯化的引物。
Tm值计算公式:Tm=0.41×(% of GC)–675/L+81.5注:L:引物碱基数;% of GC:引物GC含量。
四、引物设计实例以G CG→A CG为例:5’-CCTCCTTCAGTATGTAG G CGACTTACTTATTGCGG-3’(1)首先设计30 bp长的上下游引物,并将A (T)设计在引物的中央位置。
Primer #1: 5’-CCTTCAGTATGTAG A CGACTTACTTATTGC-3’Primer #2: 5’-GCAATAAGTAAGTCG T CTACATACTGAAGG-3’(2)引物GC含量为40%,L为30,将这两个数值带入Tm值计算公式,得到其Tm=75.5(Tm=0.41×40-675/30+81.5)。
基因定点突变一、定点突变的目的把目的基因上面的一个碱基换成另外一个碱基。
二、定点突变的原理通过设计引物,并利用PCR将模板扩增出来,然后去掉模板,剩下来的就是我们的PCR 产物,在PCR产物上就已经把这个点变过来了,然后再转化,筛选阳性克隆,再测序确定就行了。
三、引物设计原则引物设计的一般原则不再重复。
突变引物设计的特殊原则:(1)通常引物长度为25~45 bp,我们建议引物长度为30~35 bp。
一般都是以要突变的碱基为中心,加上两边的一段序列,两边长度至少为11-12 bp。
若两边引物太短了,很可能会造成突变实验失败,因为引物至少要11-12个bp才能与模板搭上,而这种突变PCR要求两边都能与引物搭上,所以两边最好各设至少12个bp,并且合成多一条反向互补的引物。
(2)如果设定的引物长度为30 bp,接下来需要计算引物的Tm值,看是否达到78℃(GC含量应大于40%)。
(3)如果Tm值低于78℃,则适当改变引物的长度以使其Tm值达到78℃(GC含量应大于40%)。
(4)设计上下游引物时确保突变点在引物的中央位置。
(5)最好使用经过纯化的引物。
Tm值计算公式:Tm=0.41×(% of GC)–675/L+81.5注:L:引物碱基数;% of GC:引物GC含量。
四、引物设计实例以G CG→A CG为例:5’-CCTCCTTCAGTA TGTAG G CGACTTACTTATTGCGG-3’(1)首先设计30 bp长的上下游引物,并将A (T)设计在引物的中央位置。
Primer #1: 5’-CCTTCAGTATGTAG A CGACTTACTTATTGC-3’Primer #2: 5’-GCAATAAGTAAGTCG T CTACATACTGAAGG-3’(2)引物GC含量为40%,L为30,将这两个数值带入Tm值计算公式,得到其Tm=75.5(Tm=0.41×40-675/30+81.5)。
1.1.1基因定点突变简介(INTRODUCTION)定点突变(site-directed mutagenesis)是指通过聚合酶链式反应(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因组,也可以是质粒)中引入所需变化,包括碱基的添加、删除、点突变(单点/多点)等。
定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征,是基因研究工作中一种非常有用的手段。
原理上分两种:1. 搭桥法(重叠PCR)2. 一步法(全质粒PCR)►搭桥法(重叠PCR)定点突变搭桥法共需要两对引物(两端引物,中间引物),三次PCR,其中前两次PCR可同时完成,原理如图一所示:两次PCR的产物回收,作为模板加上两端引物primer F和primer R 进行PCR3。
搭桥法定点突变PCR1:以primer F 和primer Rm 为引物对扩增PCR2:以primer R 和primer Fm 为引物对扩增实验步骤(PROCEDURE)1.两对引物的Tm值都应相当。
两端PCR引物参照普通引物设计并无特殊要求。
所需引入突变包含在中间引物互补区域内(需要在两条引物上均引入点突变),请勿将突变位点置于引物3’ 末端且突变位点距离3’ 端最少要有15个碱基,因为有非匹配碱基的存在,太短会导致引物与模板无法结合。
2.对于一对中间引物的设计,如左图所示(高亮处是突变碱基),两引物间可以是完全互补,也可是部分互补。
但两引物间互补部分的Tm值不能太低(太低导致PCR3无法配对延伸)。
5’-NNNNNNNNNNNNNNNANNNNNNNNNNNNNNNNN-3’3’-NNNNNNNNNNNNNNNTNNNNNNNNNNNNNNNNN-5’完全互补5’-NNNNNNANNNNNNNNNNNNNNNNN-3’3’-NNNNNNNNNNNNNNNTNNNNNNN-5’部分互补5’-NNNNNNANNNNNNNNNNNNNNNNN-3’3’-NNNNNNNNNNNNNNNT-5’部分互补一对中间位置的点突变引物设计3.PCR:PCR1:以primer F 和primer Rm 为引物对扩增;PCR2:以primer R 和primer Fm 为引物对扩增。
定点突变方法
定点突变方法是一种分子生物学技术,用于在DNA序列中有意识地引入突变。
这种方法可用于研究基因功能、制备特定突变的基因构建、以及研究疾病机制,如突变导致的遗传病。
定点突变方法通常包括三个步骤:设计引物、PCR扩增和转化。
在设计引物的过程中,需要选择合适的引物并通过PCR扩增特定的DNA片段。
然后,将扩增的DNA片段转化到宿主细胞中,经过筛选选出具有突变的细胞。
定点突变方法可以通过多种方式实现,如使用特定酶切位点、引入点突变、插入或删除碱基等。
其优势在于精确控制突变的位置和类型,从而能够更好地理解基因功能。
- 1 -。
基因定点突变全攻略一、定点突变得目得把目得基因上面得一个碱基换成另外一个碱基.二、定点突变得原理定点突变就是指通过聚合酶链式反应(PCR)等方法向目得DNA片段(可以就是基因组,也可以就是质粒)中引入所需变化(通常就是表征有利方向得变化),包括碱基得添加、删除、点突变等。
定点突变能迅速、高效得提高DNA所表达得目得蛋白得性状及表征,就是基因研究工作中一种非常有用得手段。
体外定点突变技术就是研究蛋白质结构与功能之间得复杂关系得有力工具,也就是实验室中改造/优化基因常用得手段。
蛋白质得结构决定其功能,二者之间得关系就是蛋白质组研究得重点之一。
对某个已知基因得特定碱基进行定点改变、缺失或者插入,可以改变对应得氨基酸序列与蛋白质结构,对突变基因得表达产物进行研究有助于人类了解蛋白质结构与功能得关系,探讨蛋白质得结构/结构域。
而利用定点突变技术改造基因:比如野生型得绿色荧光蛋白(wtGFP)就是在紫外光激发下能够发出微弱得绿色荧光,经过对其发光结构域得特定氨基酸定点改造,现在得GFP能在可见光得波长范围被激发(吸收区红移),而且发光强度比原来强上百倍,甚至还出现了黄色荧光蛋白,蓝色荧光蛋白等等。
定点突变技术得潜在应用领域很广,比如研究蛋白质相互作用位点得结构、改造酶得不同活性或者动力学特性,改造启动子或者DNA作用元件,提高蛋白得抗原性或者就是稳定性、活性、研究蛋白得晶体结构,以及药物研发、基因治疗等等方面.通过设计引物,并利用PCR将模板扩增出来,然后去掉模板,剩下来得就就是我们得PCR 产物,在PCR产物上就已经把这个点变过来了,然后再转化,筛选阳性克隆,再测序确定就行了.三、引物设计原则引物设计得一般原则不再重复.突变引物设计得特殊原则:(1)通常引物长度为25~45 bp,我们建议引物长度为30~35 bp。
一般都就是以要突变得碱基为中心,加上两边得一段序列,两边长度至少为11—12 bp。
若两边引物太短了,很可能会造成突变实验失败,因为引物至少要11-12个bp才能与模板搭上,而这种突变PCR要求两边都能与引物搭上,所以两边最好各设至少12个bp,并且合成多一条反向互补得引物。
1.1.1基因定点突变简介(INTRODUCTION)定点突变(site-directed mutagenesis)是指通过聚合酶链式反应(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因组,也可以是质粒)中引入所需变化,包括碱基的添加、删除、点突变(单点/多点)等。
定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征,是基因研究工作中一种非常有用的手段。
原理上分两种:1. 搭桥法(重叠PCR)2. 一步法(全质粒PCR)►搭桥法(重叠PCR)定点突变搭桥法共需要两对引物(两端引物,中间引物),三次PCR,其中前两次PCR可同时完成,原理如图一所示:两次PCR的产物回收,作为模板加上两端引物primer F和primer R 进行PCR3。
搭桥法定点突变PCR1:以primer F 和primer Rm 为引物对扩增PCR2:以primer R 和primer Fm 为引物对扩增实验步骤(PROCEDURE)1.两对引物的Tm值都应相当。
两端PCR引物参照普通引物设计并无特殊要求。
所需引入突变包含在中间引物互补区域内(需要在两条引物上均引入点突变),请勿将突变位点置于引物3’ 末端且突变位点距离3’ 端最少要有15个碱基,因为有非匹配碱基的存在,太短会导致引物与模板无法结合。
2.对于一对中间引物的设计,如左图所示(高亮处是突变碱基),两引物间可以是完全互补,也可是部分互补。
但两引物间互补部分的Tm值不能太低(太低导致PCR3无法配对延伸)。
5’-NNNNNNNNNNNNNNNANNNNNNNNNNNNNNNNN-3’3’-NNNNNNNNNNNNNNNTNNNNNNNNNNNNNNNNN-5’完全互补5’-NNNNNNANNNNNNNNNNNNNNNNN-3’3’-NNNNNNNNNNNNNNNTNNNNNNN-5’部分互补5’-NNNNNNANNNNNNNNNNNNNNNNN-3’3’-NNNNNNNNNNNNNNNT-5’部分互补一对中间位置的点突变引物设计3.PCR:PCR1:以primer F 和primer Rm 为引物对扩增;PCR2:以primer R 和primer Fm 为引物对扩增。
基因定点突变全攻略基因定点突变是指基因序列中的一些碱基发生了改变,可以是单个碱基的替换、插入或删除。
这种突变一般发生在DNA的编码区域,会导致蛋白质的氨基酸序列发生改变,从而影响蛋白质的功能。
基因定点突变在许多遗传病和疾病中起着重要的作用。
以下是关于基因定点突变的全攻略。
1.基因定点突变的类型基因定点突变可以分为三类:错义突变、无义突变和非义突变。
错义突变是指被改变的碱基导致了密码子的改变,从而使蛋白质的氨基酸序列发生了改变。
无义突变是指被改变的碱基导致了密码子的提前终止,从而使蛋白质的合成过早终止。
非义突变是指被改变的碱基导致了密码子的改变,但不会改变蛋白质的合成。
2.基因定点突变的起因基因定点突变可以由多种因素引起,如自然突变、致突变剂和辐射。
自然突变是指在正常细胞分裂和DNA复制过程中产生的突变。
致突变剂是指能够引起DNA突变的化学物质或物理因素,如化学药物、辐射等。
辐射包括离子辐射和非离子辐射,如X射线、紫外线等。
3.检测和诊断基因定点突变检测和诊断基因定点突变可以通过分子生物学技术进行,如PCR、DNA测序和核酸杂交等。
PCR可以扩增特定的DNA片段,从而使突变的碱基更容易被检测到。
DNA测序可以确定基因序列的每个碱基,从而找到突变的位置和类型。
核酸杂交可以通过与已知突变序列杂交,检测是否存在突变。
4.基因定点突变的遗传5.基因定点突变与疾病总结:基因定点突变是基因序列中的一些碱基发生改变,影响蛋白质的功能。
基因定点突变可以分为错义突变、无义突变和非义突变。
突变的原因包括自然突变、致突变剂和辐射。
基因定点突变的检测和诊断可以通过分子生物学技术进行。
基因定点突变可以遗传给后代,影响他们的生长和发育。
基因定点突变在许多疾病中起着重要作用,了解基因突变对于早期诊断和治疗具有重要意义。
质粒定点突变-回复什么是质粒定点突变?[质粒定点突变]是指在质粒(plasmid)的特定位点上进行人为设计和改变,用以引入特定的突变(mutation)。
质粒定点突变在分子生物学和基因工程中发挥着重要的作用。
通过引入特定的突变,可以研究相关基因的功能、调控机制以及与疾病之间的关系。
下面,我们来一步一步回答质粒定点突变的相关问题。
第一步:质粒的选择进行质粒定点突变前,首先需要选择一个适合的质粒作为载体。
常见的质粒选择包括pUC19、pET28a、pBR322等,它们具有不同的特点和用途。
选定质粒后,需要确定质粒上的特定位点,这个位点将成为进行突变的目标。
第二步:突变设计和合成模板在确定突变位点后,需要设计合适的突变引物来进行突变。
通常使用DNA合成技术合成单链或双链DNA作为突变模板。
合成的突变模板将包含预期的突变,例如点突变、插入突变或删除突变等。
第三步:突变引入在得到突变模板后,可以采用多种方法将突变导入质粒中。
常用的方法包括化学转化、电转化、病毒转染等。
这些方法都能有效地将突变模板导入质粒内,实现质粒定点突变。
第四步:突变验证完成突变后,需要对质粒进行验证,确保引入的突变是目标突变。
常用的验证方法包括PCR扩增、DNA测序以及酶切等。
通过这些方法,可以确定突变是否正确引入,突变是否稳定存在于质粒中。
第五步:应用与分析完成质粒定点突变后,可以将突变质粒用于各种应用和实验中。
例如,可以用突变质粒进行基因敲除、基因过表达、功能分析等。
也可以通过突变质粒研究基因对疾病的相关性,或者用于药物筛选和基因治疗等领域。
质粒定点突变在生物技术研究中有着广泛的应用,它为我们研究生物学的各个方面提供了有力的工具。
通过定点突变,我们可以更好地理解基因的功能和作用机制,为人类的健康和疾病治疗提供新的思路和途径。
然而,在进行质粒定点突变时,需要精心设计和谨慎操作,以确保突变的准确性和质量。
总结通过上述步骤,我们可以实现质粒定点突变,引入特定的突变模式。
基因的定点突变的原理基因的定点突变是指在DNA序列中的特定位置发生的突变,即碱基序列的改变。
这种突变发生在特定的位置,通常是基因编码区域,会引起氨基酸序列的改变,从而对蛋白质的功能产生影响。
定点突变的原理主要涉及以下几个方面:1. 突变的起源:定点突变可以是自发发生的,也可以是由外部因素引起的。
自发突变通常是由DNA复制过程中的错误引起的,包括碱基替换、插入或缺失等变异。
而外部因素如辐射、化学物质等也可能引起DNA损伤并导致定点突变。
2. 碱基替代:定点突变最常见的形式是碱基替代,即一个碱基被另一个碱基替代。
这种替代可能是同义突变,即替代后的密码子依然编码相同的氨基酸。
也可能是错义突变,即替代后的密码子编码不同的氨基酸,从而改变蛋白质的结构和功能。
3. 密码子的改变:在定点突变时,被替代的碱基往往位于密码子序列中的特定位置。
这种替代可能导致密码子的改变,从而改变蛋白质的翻译过程。
例如,突变可能导致起始密码子的改变,影响蛋白质的翻译起始,或者导致终止密码子的改变,影响蛋白质的翻译终止。
4. 功能影响:定点突变引起的氨基酸序列的改变可能会影响蛋白质的结构和功能。
如果突变发生在蛋白质的活性位点或功能域内,可能会影响蛋白质的结合能力、催化能力或信号转导等功能。
这种影响可能是有益的,例如产生对环境更有优势的适应性变异,也可能是有害的,例如导致疾病的发生。
总之,定点突变是指DNA序列特定位置发生的突变,可能是自发发生的或由外部因素引起的。
突变可以是碱基替代,导致密码子的改变,进而影响蛋白质的结构和功能。
这些突变的结果可能是有益的适应性变异,也可能是有害的疾病突变。
定点突变的原理及应用1. 简介定点突变(Site-directed mutagenesis)是一种通过有意诱导改变DNA的特定位置的技术。
通过改变DNA序列,可以产生新的突变型,并用于研究基因功能、蛋白质结构与功能关系、以及药物设计等领域。
本文将介绍定点突变的原理及应用。
2. 原理定点突变技术主要有两种方法:化学法和分子生物学法。
以下是两种方法的原理说明:2.1 化学法化学法主要通过碱基修饰剂来改变DNA序列。
常用的方法是使用化学修饰剂N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG) 或nitrous acid (HNO2)处理DNA,使其发生碱基突变。
这些碱基修饰剂会引起DNA中的碱基发生氧化、甲基化、烷基化等修饰,导致DNA序列的变化。
2.2 分子生物学法分子生物学法是目前应用较广泛的定点突变方法。
主要有以下几个步骤: 1)设计引物:根据目标突变位点的上下游序列,设计引物。
2)PCR扩增:使用设计的引物进行PCR扩增,得到含有突变位点的DNA片段。
3)点突变:使用特定的酶和突变体模板进行点突变反应,使目标位点发生突变。
4)验证突变:通过测序或其他技术手段验证突变是否成功。
3. 应用定点突变技术在许多领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:3.1 研究基因功能定点突变可以用于研究基因功能和调控机制。
通过引入特定的突变体,可以观察到基因功能的变化,进而研究基因在生物体内的作用机制。
3.2 蛋白质结构与功能关系研究蛋白质的结构与功能之间具有密切的关系。
定点突变可以通过改变蛋白质的氨基酸序列,研究蛋白质结构与功能之间的关系。
通过观察突变体的结构和功能变化,可以揭示蛋白质的结构与功能之间的关联。
3.3 药物设计与筛选定点突变技术在药物设计与筛选中也有重要应用。
通过针对特定的基因位点进行突变,可以筛选出与目标药物相互作用的突变体,从而为药物设计和筛选提供理论依据。
基因定点突变一、定点突变的目的把目的基因上面的一个碱基换成另外一个碱基。
二、定点突变的原理通过设计引物,并利用PCR将模板扩增出来,然后去掉模板,剩下来的就是我们的PCR 产物,在PCR产物上就已经把这个点变过来了,然后再转化,筛选阳性克隆,再测序确定就行了。
三、引物设计原则引物设计的一般原则不再重复。
突变引物设计的特殊原则:(1)通常引物长度为25~45 bp,我们建议引物长度为30~35 bp。
一般都是以要突变的碱基为中心,加上两边的一段序列,两边长度至少为11-12 bp。
若两边引物太短了,很可能会造成突变实验失败,因为引物至少要11-12个bp才能与模板搭上,而这种突变PCR要求两边都能与引物搭上,所以两边最好各设至少12个bp,并且合成多一条反向互补的引物。
(2)如果设定的引物长度为30 bp,接下来需要计算引物的Tm值,看是否达到78℃(GC含量应大于40%)。
(3)如果Tm值低于78℃,则适当改变引物的长度以使其Tm值达到78℃(GC含量应大于40%)。
(4)设计上下游引物时确保突变点在引物的中央位置。
(5)最好使用经过纯化的引物。
Tm值计算公式:Tm=0.41×(% of GC)–675/L+81.5注:L:引物碱基数;% of GC:引物GC含量。
四、引物设计实例以G CG→A CG为例:5’-CCTCCTTCAGTA TGTAG G CGACTTACTTA TTGCGG-3’(1)首先设计30 bp长的上下游引物,并将A (T)设计在引物的中央位置。
Primer #1: 5’-CCTTCAGTATGTAG A CGACTTACTTATTGC-3’Primer #2: 5’-GCAATAAGTAAGTCG T CTACATACTGAAGG-3’(2)引物GC含量为40%,L为30,将这两个数值带入Tm值计算公式,得到其Tm=75.5(Tm=0.41×40-675/30+81.5)。
基因定点突变一、定点突变的目的把目的基因上面的一个碱基换成另外一个碱基。
二、定点突变的原理通过设计引物,并利用PCR将模板扩增出来,然后去掉模板,剩下来的就是我们的PCR 产物,在PCR产物上就已经把这个点变过来了,然后再转化,筛选阳性克隆,再测序确定就行了。
三、引物设计原则引物设计的一般原则不再重复。
突变引物设计的特殊原则:(1)通常引物长度为25~45 bp,我们建议引物长度为30~35 bp。
一般都是以要突变的碱基为中心,加上两边的一段序列,两边长度至少为11-12 bp。
若两边引物太短了,很可能会造成突变实验失败,因为引物至少要11-12个bp才能与模板搭上,而这种突变PCR要求两边都能与引物搭上,所以两边最好各设至少12个bp,并且合成多一条反向互补的引物。
(2)如果设定的引物长度为30 bp,接下来需要计算引物的Tm值,看是否达到78℃(GC含量应大于40%)。
(3)如果Tm值低于78℃,则适当改变引物的长度以使其Tm值达到78℃(GC含量应大于40%)。
(4)设计上下游引物时确保突变点在引物的中央位置。
(5)最好使用经过纯化的引物。
Tm值计算公式:Tm=0.41×(% of GC)–675/L+81.5注:L:引物碱基数;% of GC:引物GC含量。
四、引物设计实例以G CG→A CG为例:5’-CCTCCTTCAGTA TGTAG G CGACTTACTTATTGCGG-3’(1)首先设计30 bp长的上下游引物,并将A (T)设计在引物的中央位置。
Primer #1: 5’-CCTTCAGTATGTAG A CGACTTACTTATTGC-3’Primer #2: 5’-GCAATAAGTAAGTCG T CTACATACTGAAGG-3’(2)引物GC含量为40%,L为30,将这两个数值带入Tm值计算公式,得到其Tm=75.5(Tm=0.41×40-675/30+81.5)。
定点突变技术注意事项今天咱们来聊一聊一个很有趣的东西,叫定点突变技术。
这就像是给小生物们做一个小小的改变手术呢。
那在做这个“小手术”的时候呀,有好多要注意的地方哦。
比如说,我们要特别小心操作的环境。
就像我们画画的时候,要是周围乱糟糟的,颜料可能就会洒得到处都是,那画出来的画就不好看了。
做定点突变技术的时候,如果环境不干净,有好多小灰尘或者其他脏东西,就可能会影响最后的结果。
我给你们讲个小故事呀。
有个叔叔在做这个技术的时候,他没有把实验室打扫干净,结果那些小灰尘就混到了他做实验的东西里面。
本来他想让一种小生物变得能抵抗一种病菌,可是最后呢,因为灰尘捣乱,小生物变得病恹恹的,根本没有达到他想要的结果。
还有哦,我们在做这个技术的时候,要选对材料。
这就像我们搭积木,要是选错了积木块,那肯定搭不出我们想要的小房子。
有个姐姐做实验的时候,没有好好挑选材料,她随便拿了一些东西就开始做。
就好比她想搭一个漂亮的城堡,却拿了一些弯弯曲曲不好用的积木。
最后呀,她的定点突变根本就没有成功,浪费了好多时间和精力呢。
在记录数据这方面也要特别注意。
这就像是我们每天写日记一样,要把发生的事情清清楚楚地记下来。
如果不认真记录数据,就像我们忘记了日记里写的东西一样,后面再想看看哪里做对了,哪里做错了,就完全不知道啦。
我有个小伙伴,他做这个技术的时候,马马虎虎地记录数据。
他本来看到一个很奇怪的现象,可是因为他记录得不清楚,等他想再研究研究这个现象的时候,根本不知道当时是怎么做的,也不记得那些数字代表什么了,这样就很难改进实验啦。
而且呀,我们做这个技术的时候要有耐心。
这就像我们种小种子一样,不能刚把种子种下去,就着急地把它挖出来看看有没有发芽。
做定点突变技术有时候要等很久才能看到结果。
有个小朋友在做这个实验的时候,等了一会儿没看到变化,就开始乱动那些东西,想让它快点变。
结果呢,他把整个实验都搞砸了。
所以呀,定点突变技术虽然很神奇,但是在做的时候一定要注意这些事情哦,这样才能让这个“小手术”成功,得到我们想要的结果呢。
1.1.1 基因定点突变
简介(INTRODUCTION )
定点突变(site-directed mutagenesis )是指通过聚合酶链式反应(PCR )等方法向目的DNA 片段(可以是基因组,也可以是质粒)中引入所需变化,包括碱基的添加、删除、点突变(单点/多点)等。
定点突变能迅速、高效的提高DNA 所表达的目的蛋白的性状及表征,是基因研究工作中一种非常有用的手段。
原理上分两种:1. 搭桥法(重叠PCR )2. 一步法(全质粒PCR ) ► 搭桥法(重叠PCR )定点突变
搭桥法共需要两对引物(两端引物,中间引物),三次PCR ,其中前两次PCR 可同时完成,原理如图一所示:两次PCR 的产物回收,作为模板加上两端引物primer F 和primer R 进行PCR3。
PCR1:以primer F 和primer Rm 为引物对扩增
PCR2:以primer R 和primer Fm 为引物对扩增
实验步骤(PROCEDURE )
1. 两对引物的Tm 值都应相当。
两端PCR
引物参照普通引物设计并无特殊要求。
所需引入突
搭桥法定点突变
变包含在中间引物互补区域内(需要在两条引物上均引入点突变),请勿将突变位点置于引物3’ 末端且突变位点距离3’ 端最少要有15个碱基,因为有非匹配碱基的存在,太短会导致引物与模板无法结合。
2.对于一对中间引物的设计,如左图所示(高亮处是突变碱基),两引物间可以是完全互补,
也可是部分互补。
但两引物间互补部分的Tm值不能太低(太低导致PCR3无法配对延伸)。
一对中间位置的点突变引物设计
3.PCR:PCR1:以primer F 和primer Rm 为引物对扩增;PCR2:以primer R 和primer
Fm 为引物对扩增。
两次PCR的产物回收,作为模板加上两端引物primer F和primer R 进行PCR3。
(注意前两次不能使用taq聚合酶,因为taq在产物3’ 端多加一个A,导致后续的PCR3出现移码突变)
4.克隆:回收PCR3产物,酶切,连接,转化。
►一步法定点突变
一步法是以质粒为模板,考虑扩增效率需将正向引物和反向引物分开扩增,避免二聚体的产生。
原理如图
实验步骤(PROCEDURE)
5.引物设计:设计一对含有目标突变的引物,除所需要引入的突变位点外,其余序列与质粒模
板完全匹配。
不同于搭桥法的一对中间引物,全质粒PCR法的一对引物最好不是完全配对,因为这对引物是放在一个PCR反应中,完全配对极易形成引物二聚体,而不是与模板质粒结合。
这就要求两条引物间配对区域的Tm值要小。
6.PCR。
PCR1:质粒+正向引物扩增,PCR2:质粒+反向引物扩增。
两次PCR均按照常规PCR
程序进行,不同的是只反应12个而不是30个循环。
PCR3:PCR1和PCR2反应完成后,将二者体系混合成一个体系并补加适量的高保真聚合酶(如Pfu 或Pfu-X1),然后按照常规PCR程序继续反应16个循环。
▲关键步骤:
♫不能用taq酶,一是taq酶无3’-5’外切酶活性导致保真性差,全质粒PCR片段长,易出现非目标突变。
二是因为taq酶具有5’-3’外切酶活性这就导致当
PCR以质粒为模板复制一圈回到最初引物位置时,原有引物会被外切导致引入的
突变又变回野生型质粒的序列。
♫为防止非目标突变,PCR循环数不要太多(建议不超过25个cycle)
♫在质粒能正常扩增的前提下,应尽量减少质粒模板使用量以免模板质粒消化不完全背景增加。
(酶切和PCR都无法区分)
7.PCR产物的甲基化酶处理
8.待突变的质粒通常来源于DH5α等dam+大肠杆菌,在这些dam+细菌中质粒会被甲基化
修饰,而在体外通过PCR扩增得到的质粒不会被甲基化。
这样用特异性识别甲基化位点的酶DpnI处理,可以消化掉待突变的质粒模板,而使通过PCR扩增出来的含有突变位点的质粒被选择性地保留下来(DpnI酶只消化甲基化的DNA)。
随后把DpnI处理过的产物转化感受态细菌后,突变质粒中的两个nick位点可以被大肠杆菌修复,得到的克隆就会含有
预期的突变质粒了。
9.向PCR产物中加入1 μL DpnI酶和4 μL的10× NEB cutsmart buffer消化模板质粒置于
37°C反应1 h,取出5 μL跑胶检测,剩余的取部分做细菌转化,涂板。
筛选转化子,测序。