نصف المقايسات المتقطعة الحساسة القائمة على الهلام لفحص حركية بدء الخيوط المتأخرة باستخدام بروتينات النسخ المتماثل للعاثية T7.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
نصف المقايسات المتقطعة الحساسة القائمة على الهلام لفحص حركية بدء الخيوط المتأخرة باستخدام بروتينات النسخ المتماثل للعاثية T7.
نقدم هنا بروتوكولات للفحص الحركي لتخليق الحمض النووي المتأخر في المختبر بواسطة بروتينات النسخ المتماثل للعاثية T7. يعد T7 replisome أحد أبسط أنظمة النسخ المتماثل المعروفة ، ويتكون من أربعة بروتينات فقط ، وهي ميزة جذابة للتجارب الكيميائية الحيوية. يتم التركيز بشكل خاص على تخليق بادئات الريبونوكليوتيدات بواسطة T7 primase-helicase ، والتي يستخدمها بوليميراز الحمض النووي لبدء تخليق الحمض النووي. نظرا لأن آليات تكرار الحمض النووي محفوظة عبر التطور ، يجب أن تكون هذه البروتوكولات قابلة للتطبيق ، أو مفيدة كنقطة انطلاق مفاهيمية ، للمحققين الذين يستخدمون أنظمة نموذجية أخرى. البروتوكولات الموضحة هنا حساسة للغاية ويمكن للمحقق المتمرس إجراء هذه التجارب والحصول على بيانات لتحليلها في غضون يوم تقريبا. القطعة المتخصصة الوحيدة من المعدات المطلوبة هي أداة تدفق سريع التبريد ، ولكن هذه القطعة من المعدات شائعة نسبيا ومتاحة من مصادر تجارية مختلفة. ومع ذلك ، فإن العيوب الرئيسية لهذه المقايسات تشمل استخدام النشاط الإشعاعي والإنتاجية المنخفضة نسبيا.
تكرار الحمض النووي هو ميزة الحفظ لجميع أشكال الحياة الخلوية. في حين هوية وعدد من مكونات النسخ المتماثل تختلف على نطاق واسع، ويشارك في الآليات العامة عبر تطور 1. هنا، نحن تصف والتجارب الحركية متقطعة القائم على هلام، وذلك باستخدام ركائز المشعة، التي تهدف إلى فهم حركية توليف الحمض النووي متخلفة حبلا في المختبر عن طريق مكونات جسيم مكرر T7. آلية تكرار T7 عاثية بسيطة جدا، تتكون من البروتينات أربعة فقط (بوليميريز الحمض النووي، GP5، وعامل processivity لها، كولاي thioredoxin، وGP4-بريميز هيليكاز bifunctional، وبروتين DNA واحد الذين تقطعت بهم السبل ملزم، GP2. 5) 2. هذه الميزة تجعل من نظام نموذجا جذابا لدراسة الآليات البيوكيميائية الحفظ تشارك في تكرار الحمض النووي.
ويتم التركيز بشكل خاص على تشكيل الاشعال ريبونوكليوتيد التي كتبها T7 الحمض النووي بريميز، وهو حرجةخطوة لتر في الشروع في تركيب الحمض النووي. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للمرء أن ينظر أيضا في استخدام هذه البادئات من قبل البلمرة T7 الحمض النووي أو البروتينات النسخ الأخرى عن طريق إشراكها في خليط التفاعل. وT7 بريميز-هيليكاز، GP4، يحفز تشكيل الاشعال لتخليق الحمض النووي في تسلسل الحمض النووي محددة تسمى المواقع الاعتراف بريميز، أو استراتيجية الحد من الفقر، (5'-GTC-3 '). والسيتوزين في استراتيجية الحد من الفقر هو خفي، فمن الضروري للاعتراف الموقع، ولكن لا يتم نسخ ذلك في المنتج 3. الخطوة الأولى في التوليف التمهيدي من GP4 تتضمن تشكيل ثنائي النوكليوتيد pppAC، التي امتدت بعد ذلك لأرتب، وفي نهاية المطاف إلى الاشعال رباعي النوكليوتيد الوظيفية pppACCC، pppACCA، أو pppACAC تبعا لتسلسل في قالب 4. ويمكن بعد هذه الاشعال يتم استخدامها من قبل البلمرة T7 الحمض النووي للشروع في تركيب الحمض النووي، والذي هو أيضا عملية بمساعدة GP4 5، 6. في هذا الصدد، وبريميزنطاق استقرار tetraribonucleotides قصيرة للغاية مع القالب، ومنع التفكك، ويشارك البلمرة DNA بطريقة تؤدي إلى تأمين التمهيدي / القالب إلى موقع نشط 7 البلمرة. وتتكرر هذه الخطوات (RNA التوليف التمهيدي، عمليتي التحول التمهيدي لالبلمرة، والإرشاد) في دورات متعددة لتكرار حبلا متخلفة ويجب أن ينسق مع تكرار حبلا الرائدة.
المقايسات الموصوفة هنا هي حساسة للغاية، ويمكن أداؤها في إطار زمني المعتدل. ومع ذلك، فهي نسبيا منخفضة الإنتاجية وعناية كبيرة يجب أن تمارس في الاستخدام والتخلص من المواد المشعة. اعتمادا على السرعة التي حصيلة التفاعل، يمكن للمرء أن يستخدم أداة لإخماد السريع لتحقيق العينات في فترات زمنية قابلة للتحليل مغزى من الدورات وقت رد الفعل إما في ثابت أو دولة ما قبل مستقرة. في الآونة الأخيرة، استخدمنا المقايسات وصفها هنا لتقديم evidenc(ه) من أهمية إطلاق التمهيدي من المجال بريميز من GP4 في بدء شظايا أوكازاكي. بالإضافة إلى ذلك، وجدنا دليلا على وجود دور تنظيمي لالحمض النووي واحد الذين تقطعت بهم السبل T7 البروتين، gp2.5 ملزمة، في تعزيز تشكيل التمهيدي كفاءة واستخدام 8.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: اتبع جميع الأنظمة المؤسسية بشأن الاستخدام الآمن والتخلص من المواد المشعة، بما في ذلك سبيل المثال لا الحصر، واستخدام معدات الوقاية الشخصية، مثل القفازات، ونظارات السلامة، معطف المختبر، والدروع الاكريليك المناسبة.
ملاحظة: يتكون عازلة معيار من 40 ملي HEPES-كوه، ودرجة الحموضة 7.5، 50 ملي الغلوتامات البوتاسيوم، 5 ملي DTT و 0.1 ملي EDTA (ومسبقة الصنع هذا المخزن المؤقت عند تركيز 5X) و 0.3 ملم من كل dNTP. ويتم تنقية البروتينات تكرار T7 كما هو موضح 8 و 9 و 10. الحمض النووي الذين تقطعت بهم السبل واحد يحتوي على واحد T7 الموقع الاعتراف بريميز (5'-GGGTC-3 "، 5'-GTGTC-3"، 5'-TGGTC-3 ') يمكن شراؤها من مجموعة متنوعة من الشركات توليف الحمض النووي (طول وssDNA قد تعتمد على انزيم الاختيار، لبريميز T7، وهو مخموس هو الحد الأدنى لطول قالب لتجميع التمهيدي كامل طول 11، كما خفي C ضروري، ولكن إذا التمهيدي هو للتمديد من قبل البلمرة، يجب أن يكون النيوكليوتيدات إضافية موجودة في نهاية 3 'من القالب. وبدأت ردود الفعل من خلال إضافة تركيز النهائي من 10 ملي MgCl 2 وحضنت عند 25 درجة مئوية. أخذ العينات اليدوية تعمل بشكل جيد لفترة نقاط من 5 ثوان أو أكثر. إذا كانت هناك حاجة للوقت نقطة أقصر من ذلك، فمن المستحسن استخدام أداة تدفق إخماد السريع للحصول على بيانات دقيقة.
1. متعددة دوران التمهيدي التجميعي رد الفعل من جانب أخذ العينات اليدوية
2. متعددة دوران التمهيدي التجميعي رد الفعل عن طريق صك السريع-إخماد
3. وحيد دوران التمهيدي التجميعي رد الفعل
ملاحظة: يتم إجراء أحادي دوران المقايسات التمهيدي تجميع / تمديد الخروج على نحو مماثل لردود فعل متعددة دوران، مع بعض الاختلافات الرئيسية: هذه المقايسات تتبع تحويل رديولبلد ATP إلى التمهيدي أو تمديد المنتجات، إلا أن تركيز ركائز والبروتينات هي consideraأعلى بلاي. وبالإضافة إلى ذلك، من أجل تحقيق حل ميلي ثانية واحدة للسماح للتحليل رد فعل التوليف التمهيدي، لا بد من الاستفادة من آلة التدفق إخماد السريع.
تحليل 4. البيانات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد تم الحصول على النتائج الموضحة في الشكل 1A كما هو موضح في الخطوة 1 من البروتوكول، أي عن طريق أخذ عينات رد فعل التوليف التمهيدي يحفزه GP4 في ظل ظروف متعددة دوران يدويا. هنا، مجموعة واسعة من المنتجات بعد الكهربائي للهلام يمكن ملاحظتها باستخدام CTP المسمى مع 32 P في α موقف في تفاعلات التخليق التمهيدي (الشكل 1A). مقدمة المسمى، CTP، يظهر أعلى التنقل ويهاجر باتجاه الجزء السفلي من ه...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
العامل الأكثر أهمية في أداء هذه التجارب هو توافر انزيم المنقى نشطة للغاية. خلال عملنا مع GP4، على سبيل المثال، وجدنا أن تخزين الإنزيم المنقى في المخزن (20 ملي فوسفات البوتاسيوم، ودرجة الحموضة 7.4، 0.1 ملي EDTA، 1 ملم DTT) التي تحتوي على 50٪ الجلسرين في -20 درجة مئوية يؤدي إلى انخفاض في النشاط المحدد لإعداد أكثر من بضعة أشهر. لذلك نحن الآن فلاش تجميد قسامات صغيرة من GP4 النقي في 25 ملي تريس، حمض الهيدروكلوريك، ودرجة الحموضة 7.5، 50 ملي كلوريد الصوديوم، 0.1 ملي EDTA، 1 ملم TCEP، و 1...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نشكر أعضاء مختبر C.C.R. على التعليقات و S. Moskowitz على إعداد الشكل. تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للمنح الصحية F32GM101761 (A.J.H.) و GM54397 (C.C.R.).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| بلورات تريس محددة مسبقا درجة الحموضة 7.5 | SIGMA | T4128 | |
| قاعدة تريس | SIGMA | 93362 | |
| L-حمض الجلوتاميك ملح البوتاسيوم أحادي الهيدرات | SIGMA | G1501 ؛ | |
| كلوريد المغنيسيوم سداسي هيدرات | Mallinckrodt للكيماويات | 5958-04 | |
| 1،4-Dithiothreitol | J.T. بيكر | F780-02 | |
| كبريتات دوديسيل الصوديوم | MP Biomedicals | 811030 | |
| (Ethylenedinitrilo) حمض Tetraacetic ، ملح ثنائي الصوديوم ، ثنائي هيدرات | Mallinckrodt Chemicals | 4931-04 | |
| [&alpha ؛ -32< / sup>P] CTP | PerkinElmer | BLU508H | مشعة ، واتخاذ تدابير وقائية |
| [&gamma ؛ - 32 < / sup> P] ATP | PerkinElmer | BLU502A | مشع ، واتخاذ تدابير وقائية |
| 100 mM dATP ، dCTP ، dGTP ، dTTP ؛ | Affymetrix | 77100 | أربعة dNTPs جزء من مجموعة |
| 100 ملي مولار ATP و CTP | Epicenter | RN02825 | جزء من مجموعة NTP |
| يبني ssDNA | تقنيات الحمض النووي المتكاملة | N / A | تسلسلات مخصصة ؛ |
| الميثانول | ماكرون فاين كيماويات | 3017-08 | |
| فورماميد | ثيرمو سيانتيفيك | 17899 | |
| بروموفينول أزرق | SIGMA | B8026 ؛ | |
| سيلين زيانول | SIGMA | X4126 | |
| أكريلاميد | SIGMA | A9099 | سامة |
| < م > N ، N & Prime ؛ < / م > - ميثيلين بيساكريلاميد | SIGMA | M7279 ؛ | سام |
| Urea | Boston Bioproducts | P-940 | |
| حمض البوريك | Mallinckrodt Chemicals | 2549 | |
| أداة إخماد التدفق السريع | Kintek | RQF-3 | |
| Kintek Explorer | Kintek Corp. | غير متاح | |
| Kaleidagraph | برنامج Synergy | غير متاح |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.