质粒是什么(实验新人必读(七):一文学会读懂和查找质粒图谱)

质粒是什么

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作者:解螺旋.子非鱼
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导语
质粒图谱即为质粒DNA序列的物理图谱,包含了质粒大小、筛选标记、克隆位点、转录及翻译元件等信息。尽管它为我们选择质粒、了解质粒特点及应用提供了重要依据,然而我们常常要为图谱中丰富信息所困扰。那么,本文就为你拨云见日,让你快速掌握质粒图谱。
三步法看懂质粒图谱Step 1:先了解质粒的基本组成元素。

1)复制起始点Ori。该位点决定了质粒的宿主及质粒的拷贝数,它是质粒中一段特定序列,富含AT和重复序列。 Tips:图谱上只有一个Ori,表示质粒是原核克隆表达质粒;有两个Ori,则表示该质粒是,穿梭质粒,即可在原核也可在真核中复制。 2)抗性筛选基因。图谱中Kan/tet就是抗生素抗性基因,方便后续通过抗生素筛选阳性克隆。特点就是单词最后会以大写R或上标r结束。 Tips:一般克隆载体只有一种抗性筛选标记,部分表达载体及穿梭质粒具有两种抗性筛选标记。 3)多克隆位点(MCS),即一系列限制性内切酶酶切位点,是外源DNA插入位点,一般可通过酶切/连接方式将外源DNA插入质粒,外源DNA一般小于10kb,而片段越长,转化效率越低。 Tips: 一般位于转录启动和转录终止信号之间;所包含的限制性内切酶位点数量和组成因载体不同会有所差异,且其中的酶切位点在质粒中为单一的酶切位点;同时在使用时需注意质粒载体与外源DNA酶切位点的兼容性问题 4)荧光标记或蛋白标签序列。蛋白纯化标签蛋白:His-Tag,GST-Tag等;蛋白检测标签蛋白:Myc-Tag,Flag-Tag,HA-Tag等;荧光蛋白表达标签:GFP,mCherry等。 Step 2:看质粒是否是表达载体,如果是,那就必定有这些原件:启动子-核糖体结合位点-克隆位点-转录终止信号。

1、启动子:促进DNA转录的DNA序列,可与RNApol特异性结合。 2、增强子/沉默子:前者是真核基因组中一种增强邻近基因转录过程的调控顺序,其作用与增强子所在位置或方向无关。后者是负增强子,负调控序列。 3、核糖体结合位点/起始密码/SD 序列(Rbs/AGU/SDs):mRNA 有核糖体的两个结合位点,对于原核而言是 AUG(起始密码)和 SD 序列。 4、转录终止顺序(终止子)/翻译终止密码子:结构基因的最后一个外显子中有一个AATAAA 的保守序列,此位点 down-stream 有一段GT或T富丰区,这2部分共同构成 poly(A)加尾信号。 Step 3:弄清楚方向,即为何质粒图谱上有的箭头顺时针而有的箭头逆时针。

其实那是代表两条 DNA 链,即质粒是环状双链 DNA,它的启动子等在其中一条链上,而它的某些基因在另一条链上。当然,最重要的是要弄清楚目的基因插入那一段(从T7启动子到终止子那一段)的方向,即下图黄色圈圈所示的箭头方向,其它的大可以忽略。
如何查找质粒图谱方法一:Vector NT软件
回复vector,即可下载软件及其使用说明。

毋庸置疑,这款软件绝对是了解质粒图谱的一个压箱底的法宝,它包含Invitrogen公司里所有的质粒图谱信息和其他比较常见和经典的质粒图谱,可使得初接触分子克隆的小伙伴们对质粒图谱有着简单直观的认识,真正做到了软件在手,质粒我懂。 方法二:查找质粒图谱的网址 1.Vector Database网址:http://www.addgene.org/vector-database/ 直接再输入框中输入pET,即可搜索出相关质粒。

而后点击自己所需要的质粒名称,就可以看到质粒的详细信息以及图谱。 2.Vector DB网址:http://genome-www.stanford.edu/vectordb/vector.html 该网址里对质粒的总结和分类比较完整,基本囊括了所有表达系统的质粒信息。不过,让人有些不爽的是这个网站竟然没有搜索栏,太不人性化了。好在小鱼有妙招:按Ctrl + F,输入质粒名称即可。

点击所需质粒名称即出现以下界面,此时点击sequence link可查看该质粒的序列,而点击NCBI link,就可以直接跳转NCBI页面。然后点击右边的send to,选中File,GeneBank等选项,点击Create File选项可得到一个gb格式文件,导入vector软件中,即可得到质粒图谱。 
3.Google学术网址:https://www.google.com.hk/ 在搜索框中输入质粒名称+map,或者质粒名+sequence+filetype:txt/filetype:pdf,又或者进入Google后,点击图片搜索,直接查找图谱。 
4.悠游博客网址:http://yoou.bokee.com/5757561.html 如果你能在该网址里找到自己所需的质粒,点击相应的质粒名即可查看质粒图谱。
 
方法三:公司试剂网页 有些商业化公司整理某一系列的质粒相关信息,如克隆载体pMD18-T,TaKaRa;pGM-T,天根;表达载体Novagen公司的pET系列等。因而如果知道常见的质粒是哪个公司的,去其官方网站上可以查找该质粒的相关信息。 方法四:寻找改造后的质粒图谱 有些经过改造的质粒可先将名称输入Google scholar中,查看使用过该质粒的文章,进而了解该质粒的来源,因而向文章作者进行咨询。以文章Kuhlman, T. E. and E. C. Cox (2010). “Site-specific chromosomalintegration of large synthetic constructs.” Nucleic Acids Res38(6): e92为例,也可先在PubMed中进行搜索,而后在Related Information中点击Nucleotide,并按照在NCBI下载质粒图谱的方法获取质粒图谱即可。

质粒图谱的绘制Winplas2.7作为质粒绘图的专业软件,文件很小,最主要是简单易学,可在知道或不知道序列的情况下绘制质粒图。接下来,就简单介绍下“白手起家”(不知道序列情况下)时这款软件的使用方法。
回复winplas,可获取软件
1、点击“文件”菜单中新建命令,出现MapView窗口,同时工具栏中地绘图命令显亮。 

2、点击“插入-空片断”命令,出现一个“创建新质粒”对话框。,在“标题栏”中填入质粒名称,在“碱基对”栏中填入质粒大小,在“类型”单选框中设制质粒图谱为线型还是环形。

3、点击“确定”后,在Map View窗口就会出现一个圆环,其中有质粒名称及质粒大小。

4、点击“插入”菜单中“区域”命令,弹出“Edit Arc Object”对话框。
*在Arc书签中的“碱基对”栏中,填入Arc的起始位置,如209。
*在“长度”栏中填入Arc的长度,如654。在标签栏中填入Arc的名称,如pCMV。
*在Arc Style书签中,首先确定该Arc是否有箭头以及箭头的方向。分别对应none, 5’→3’,3’→5’,及双向。
*通过Width来确定Arc的宽度,也可以调节箭头与Arc径宽度的比值。
*改变填充样式以区分不同的Arc;改变Arc的颜色;同样也可以改变字体的样式、颜色等。
点击OK,则在图谱中209-863bp位置出现一个Arc,名称叫pCMV。
 

5. 对于任何一个项目,如需要修改,我们只需用鼠标左键选中它(哪里要修点哪里!),并双击,即可出现相应的编辑窗口。对于文字及质粒名称、大小,我们可以用鼠标在任意位置拖放。其它的修饰,点击Edit菜单中“质粒选项”命令, 可以调节质粒环的粗细、大小(半径)环的颜色以及背景颜色;标记连线的粗细、颜色以及标出Marker的位置;以及Arc名称连线的粗细、颜色、Arc边缘的颜色等。如此下来,一个质粒图谱就妥妥的出炉啦。

PS:在知道序列结构时绘制质粒图:只需要选择File New后,在“插入”菜单选择“GenBank文件”或者“序列文件”,选择一个指定文件,确定后,便根据此序列生成质粒图,进行进一步编辑。当然,在知道序列结构时绘制质粒图时也是可以自己一步步画出来哦(不建议懒癌晚期的人群使用!) 附录:常见质粒图谱清单

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