The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Turkish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
School of Biology, Georgia Institute of Technology
Shen, Y., Storici, F. Generation of RNA/DNA Hybrids in Genomic DNA by Transformation using RNA-containing Oligonucleotides. J. Vis. Exp. (45), e2152, doi:10.3791/2152 (2010).
Sentetik kısa nükleik asit polimerleri, oligonükleotidler (oligos), moleküler biyolojinin en işlevsel ve en yaygın araçları. Oligos istenen herhangi bir DNA veya RNA dizisi içeren imal edilebilir ve geniş bir taban ve şeker değişiklikler içerecek şekilde hazırlanmış olabilir. Ayrıca, oligos spesifik nükleik asit değişiklik taklit etmek ve böylece, DNA hasarı ve onarım mekanizmalarının etkilerini araştırmak için önemli bir araç olarak hizmet edebilir dizayn edilebilir. Olduğunu saptadık Thermo Scientific Dharmacon RNA içeren 50 ve 80 nükleotidler arasında uzunluğa sahip oligos in vivo, işlevleri ve kromozomal RNA / DNA hibritleri sonuçları ve DNA içine gömülü ribonucleotides, çalışma için uygun olabilir. RNA / DNA hibritleri kolayca hücreleri ve bu melez hücrelerin genetik bütünlüğü ne ölçüde etkileyebilir RNA / DNA hibritleri istikrarı hakkında çok az bilinmektedir, ancak, DNA replikasyonu, onarımı ve transkripsiyon sırasında oluşabilir. Bu nedenle, RNA içeren oligos, kromozomal DNA ribonucleotides tanıtmak ve RNA / DNA hibritleri seçilen uzunluğu ve taban kompozisyon oluşturmak için mükemmel bir vektör temsil eder. Burada, ökaryotik model sistem maya / Saccharomyces cerevisiae / genom içine ribonucleotides eklenmesi için protokol sunuyoruz . Ancak, laboratuvar kullanılan Thermo Scientific Dharmacon RNA içeren oligos bakterilerin insan hücreleri, farklı hücre sistemlerinde kromozomal düzeyde RNA / DNA hibritleri oluşturmak için.
Gerekçe
Thermo Scientific Dharmacon oligos, 50 80-mers kullanımı istismar, burada oligos hedef kromozomal DNA tavlama aşağıdaki maya hücreleri genomik DNA genetik bilgi aktarabilirsiniz hangi bir gen düzeltme testi dayalı bir prosedür mevcut. Oligos tarafından hedef Başarılı beklenen fenotip gösteren maya kolonileri görünümünü tarafından atılırsa. Istenilen genetik modifikasyon oligo dizisi dahil bir veya daha fazla ribonucleotides içinde yapılır ise, genetik bilginin RNA yolu böylece kromozom hedef DNA, kromozom seviyesinde hedefleme işlemi sırasında bir RNA / DNA hibrid formları doğrudan akar. Thermo Scientific Dharmacon RNA içeren oligo ribonukleotid / s DNA onarım sentezi yoluyla hedef gen için şablon olarak hizmet edebilir ya da DNA içine gömülü olabilir ve DNA replikasyonu sırasında şablon olarak hizmet vermektedir. Bu deneylerde maya / Saccharomyces cerevisiae / ökaryot model sistemi kullanmak; Ancak, benzer bir yaklaşım, diğer organizmalar veya hücre tipleri de uygulanabilir . Bu video, biz bir hedef maya genomik lokus homoloji ile tasarlanmış bir Thermo Scientific Dharmacon oligo ve hedef gendeki bir mutasyon düzeltmek için ortada bir ribonukleotid içeren. RNA içeren oligo dönüşüm sonra, belirli bir frekansta, oligo RNA yolu kromozomal DNA içine dahil ve DNA replikasyon sırasında DNA sentezi için şablon olarak hizmet olabilir gösterir hedeflenen sitenin düzeltme gözlemliyoruz. RNA yolu içinde taşınan genetik bilgi stably aşağıdaki hücre nesillere aktarılır. Burada Thermo Scientific Dharmacon RNA içeren oligo ve yaklaşım kromozomal DNA aktarılması RNA bilgilerini tespit etmek için maya hücre dönüşüm adımları açıklar.
A. RNA içeren Oligo Bu Deney tasarımı kullanılan
Maya bir genetik kusur düzeltmek için bir RNA içeren oligo tasarladık S. trp5 lokustaki cerevisiae kromozomal DNA. Protokolünde kullanılan maya suşu, iki baz silinmesi ve bir saçmalık mutasyon (Şekil 1A) ile bir mutant gen trp5 içerir . Böyle bir maya suşu, triptofan auxotrophic mutant ve triptofan olmadan medya koloniler teşkil etmemektedir. TRP5 geninin DNA dizisi Saccharomyces Genom Veritabanı (http://www.yeastgenome.org/) kullanılabilir. Bu protokolde kullanılan Thermo Scientific Dharmacon RNA içeren oligo 2-baz DNA ekleme, silme mutasyon ve trp5 allel (Şekil 1A) anlamsız mutasyon düzeltmek için tasarlanmış bir ribonukleotid düzeltmek için tasarlanmış 65-mer, . Oligo sırası şu şekilde tasarlanmıştır:
5'-AAAAGGGTTTTGATGAAGCTGTCG-CG-GATCCCACATTCTG-rG-GAAGACTTCAAATCCTTGTATTCT. Bu oligo 200 nM ölçekte Thermo Scientific Dharmacon (Lafayette, CO) tarafından sentezlenir ve desalted, deprotected SAYFA arıtma olmadan kullanılamaz.
Maya Dönüşüm RNA içeren Oligo (Storici ark değiştirilmiş, 2007 1) B. Hazırlık
C. RNA içeren Oligo kullanarak Maya Hücreleri Dönüşüm
RNA içeren Oligo D. Gen Düzeltme Analizi
E. RNA içeren oligo Alkali Arıtma (Şekil 5)

Şekil 1. Kusurlu trp5 gen ve RNA içeren oligo düzeltilebilir TRP5 allel şematik diyagramı.) Trp5 mutant gen 2-baz silinmesi (siyah üçgen) ve 1-baz saçmalık mutasyon (yıldız) içerir. Tek iplikli RNA içeren 2-baz ekleme (mavi döngü) ve bir Van91 I restriksiyon enzimi sitesi (braket gösterilen) üreten 1-RNA baz ikame (kırmızı dikdörtgen) oligo genetik kusurları düzeltmek için maya hücreleri dönüştü. trp5 gen. B) TRP5 genin RNA içeren oligo (düzeltilmiş üsleri mavi dikdörtgenler olarak belirtilmiştir) tarafından onarıldıktan sonra, Van91 I site TRP5 gen oluşturulur. TRP5 gen sadece bir Van91 I restriksiyon sitesi de dahil olmak üzere 278 bp parçası PCR primerleri bir çift (P1 ve P2) tarafından yükseltilir. Van91 P1 ve P2 PCR ürününün sindirim sonra oluşturulan 177 bp ve 101 bp parça de gösterilir.

Şekil 2. RNA içeren oligo Dönüşüm sonucudur.) Maya hücreleri hiçbir oligo ile dönüştürülmüş SC-Trp ortamda herhangi bir koloni oluşturmak yok, plakaları ab bakın. B) Tabaklar cg show maya kolonileri SC-Trp büyüyen hücreleri sonra RNA içeren oligo 1 nmole dönüşür. C) Tabaklar hl show maya kolonileri SC-Trp büyüyen hücreleri sonra 1 nmole ile ilgili DNA tek kontrol oligo dönüşür.

Şekil 3. Genetik bilgi aktarımı Algılama RNA içeren hedeflenen genomik bölge P1 ve P2 ile amplifiye Van91 I restriksiyon enzimi ile sindirilir PCR örneklerinin% 2 agaroz jel elektroforezi yükseltme PCR ürün sınırlama sindirim maya kromozomal DNA oligo. Lanes 1, 8 ve 15, 100 boyutları, 200, 300, 400 ve 500 bp DNA merdivenin sol tarafta belirtilen şeritli 2, PCR trp5 mutant suşunun genomik DNA amplifiye trp5 lokus ürünü; 3 şeritli, PCR şeritli 9 14 ürün sadece DNA-oligo tarafından hedeflenen bir Trp + koloni elde edilen genomik DNA amplifiye; Van91 I sınırlama sindirim şeritli 4-7, PCR ürünleri elde edilen genomik DNA, RNA içeren oligo tarafından hedef Trp + koloniler amplifiye 2 ila 7 şerit PCR ürünleri. 10 ila 14 şerit kesilmemiş PCR ürün gruplarından varlığı TRP5 lokus (CCACATTCTGG) Van91 Ben kısmi sindirimi ile açıklanabilir. Van91 (CCANNNN NTGG) için kesme sitenin birden çok dizileri göz önüne alındığında, TRP5 oluşturulan site enzim için en uygun hedef olmayabilir. Aslında, yukarıdaki tüm PCR ürünleri sıralama aşağıdaki DNA (bkz. Şekil 4) oligos tarafından yapılan dışında herhangi bir ek değişiklikleri algılamak. Van91 P1 ve P2 astar ve sindirim ürün grupları ile amplifiye 278 bp PCR bant, 177 bp ve 101 bp sağdaki oklarla gösterilmiştir .

Şekil 4. RNA içeren oligo gen düzeltme gösteren DNA dizi analizi sonuçları. Genomik bölge A) DNA Elektroferogram RNA içeren oligo tarafından hedef. DNA dizisi (kutulu mavi) G RNA içeren oligo rG türemiştir. Ayrıca kutulu CG üslerinin yerleştirilmesi. Diğer tüm PCR ürünleri sonuçlar Sıralama floresan sinyalleri ile arka plan üzerinde, aynı zamanda bu kadar net. B) Trp + transfo TRP5 bölge DizilerDNA sadece oligo (T1) ve RNA içeren oligo (T2-T5), üstünde fikir birliği sırayla maç ve hedef rmants (Genomik DNA, kırmızı oligos göre hedefleme önce trp5 mutant hücreler ile karşılaştırıldığında gölgeli). Onarım RNA içeren alt oligo iki temel DNA ekleme ve tek-baz (G) kırmızı ile işaretlenmiş RNA ikame vardır. Sarı gölge gösterisi ile mavi kutulu bölgelerde RNA içeren DNA sadece oligo oligo olarak sıra tam silme mutasyon ve tüm test örnekleri anlamsız mutasyon düzeltildi. Kesik çizgiler RNA içeren oligo dizisi konumu işaretleyin. Lütfen Şekil 4 büyük halini görmek için buraya tıklayın .

Şekil 5. Alkali tedavi RNA içeren oligo gen düzeltme önler. RNA içeren oligo (R) dönüşümü frekans, kırmızı çubuğunda ve mavi çubuk sadece DNA-oligo (D) gösterilir gösterilir . Hata çubukları her oligo için 3 bağımsız dönüşümler için ortalama standart hata temsil eder. DNA sadece oligo NaOH tedavi ile benzer frekans dönüşüm olmadan ve görüntüler. Farklı NaOH ile 0 tedavisi sonrasında, RNA içeren oligo dönüşüm frekans düşer. Bu nedenle, RNA içeren oligo hazırlık DNA sadece oligo ile kontamine değildir, bu nedenle, gözlenen dönüşüm frekans RNA içeren oligo özel.
RNA hücrelerde genomik DNA genetik bilgi aktarımı olabilir aslında sentetik RNA içeren oligos (Dharmacon sentezlenmiş oligos) 1 istismar keşfedildi. Bu, hücrelerin DNA sentezi için şablonlar olarak RNA içeren moleküllerin ya da sadece RNA dizileri kullanabileceğiniz ilke kanıtı oldu. RNA içeren, sadece genetik bilginin RNA, genomik DNA ters transkripsiyonu DNA kopyalama ara gerek kalmadan doğrudan transfer edilebilir gösteriye yol açmadığı oligos değil, aynı zamanda RNA'nın homolog şablon olarak kullanılabilir olması kanıtı DNA hasarı 1,3 tamiri. Oligos biz burada sunulan örnekte olduğu gibi, RNA sadece yapılan veya bir DNA dizisi gömülü sadece tek bir ribonukleotid içeren olabilir. RNA içeren oligo genomik kusurlu trp5 allel anlamsız mutasyon düzeltmek için tasarlanmış bir gömülü ribonukleotid vardır. Ribonukleotid genomik DNA genetik bilgi transferi hedeflenen hücrelerin fenotipi (hücre triptofan eksik orta büyüyen) bir değişiklik ortaya çıkar. RNA içeren oligo ile elde edilen gen düzeltme frekansı ölçülür ve kontrol DNA sadece oligo ile karşılaştırıldığında. Çeşitli maya genler mutasyona farklı hücre arka plan, bu gen düzeltme tahlil yaparak, biz faktörü / s özellikle RNA içeren oligos tarafından hedef etkileyecek şekilde algılayabilir. Böylece, hücrelerin RNA / DNA hibritleri istikrar nasıl düzenleyen mekanizmalar ortaya çıkarabilir. Bir sadece RNA içeren oligos farklı türevlerini tasarımı DNA modifikasyonu şablon olarak hizmet etmek, belirli bir RNA sistem için olasılığını belirleyebilirsiniz ve DNA içine gömülü özel RNA dizilerinin istikrar belirleyebilirsiniz. Ayrıca, tercih edilen in vivo yüzeylerde RNA / DNA hibritleri ile etkileşen faktörler nelerdir tanımlayabilirsiniz.
Ağırlıklı olarak kısa kullanılarak, in vitro çalışmalarda çeşitli RNA içeren oligos RNases H in vivo fonksiyonları yanı sıra, RNaz H enzimler 4, DNA ile bir melez RNA tanıyabilir faktörlerin fonksiyonu karakterize etmek için yapılmış olsa da RNA / DNA hibrid istikrarı çoğunlukla bilinmemektedir etkileyebilecek diğer proteinlerin kimlik olarak. Yararlanma imkanı RNA içeren önemli bir uzunluğu (50-80-mers) ve en iyi kalite oligos (Thermo Scientific Dharmacon RNA içeren oligos gibi) doğrudan in vivo moleküler süreçleri geniş bir yelpazede incelenmesi yolu açık ilgi hücreleri. Olarak kullanarak, bu video, dönüşüm gösterilen RNA içeren oligos aslında RNases tarafından bozulmasını önlemek için, DNA molekülleri kullanarak dönüşümü ile karşılaştırıldığında sadece birkaç ek adımlar gerektirir. Bu nedenle, RNA içeren oligos maya sistemi ile sınırlı değil. Kullanarak dönüşümü DNA oligos dönüşüm yetkin herhangi bir organizma ya da hücre tipi uygulanabilir.
Sonuç olarak, hücrelerini hedef RNA içeren oligos hücrelerinin in vivo DNA gömülü ve RNA / DNA hibritler ve ribonucleotides oluşturmak için fırsat sağlar . In vivo olarak istikrar, fonksiyon ve bunların sonuçlarını RNA üretilir / DNA hibritleri potansiyel olarak bilinmeyen DNA onarım mekanizmaları açığa çıkarmak ve hedef gen için yeni stratejiler ortaya koymak, analiz ve karakterize edilebilir .
Bu yazı için video üretimi, bu yayında kullanılan reaktifler ve alet üreten Thermo Fisher Scientific sponsor oldu.
Bu çalışma, Gürcistan Kanseri Koalisyonu hibe R9028 tarafından desteklenmiştir.
A. Transformation reagents and media (modified from Storici and Resnick, 2006 |
|||
|
|||
B. Colony PCR materials. |
|||
|
|||
C. PCR purification. |
|||
|
|||
D. Gel Electrophoresis. |
|||
|
|||
E. Restriction digestion. |
|||
|
|||
F. Alkali treatment for the RNA-containing oligo. |
|||
|