ДНК часто называют чертеж живой клетки, так как все структуры ячейки кодируются в последовательности ДНК. Точная репликация и ДНК ремонт механизмов гарантируют, что происходят только очень низкие темпы мутаций, которая необходима для поддержания правильной функции закодированных генов. Изменения последовательности ДНК может повлиять на последующие функции на различных уровнях, начиная с ДНК (признание факторов транскрипции и энзимов ограничения), затем РНК (base пара взаимодополняемости и вторичной структуры изменения) и/или белки (аминокислоты кислоты замены, удаления, дополнений или смены кадра). Хотя многие мутации не существенно влияет на функции гена, некоторые мутации в ДНК может иметь огромные последствия. Таким образом сайт Направленный мутагенез является ценным инструментом для изучения важность определенных участков ДНК на всех уровнях.
Этот протокол описывает подход целевой мутагенеза, используется для введения специфических мутаций. Протокол опирается на две разные стратегии ПЦР: шаг 2- или 3-шаг ПЦР. 2-шаг ПЦР является применимым, если желаемый мутации недалеко от ' конец 5 или 3' концу ДНК интерес (< 200 пар оснований (ВР) от конца) и ПЦР 3-шаг применяется во всех случаях.
В 2-х ступенчатый подход ПЦР 3 грунты разрабатываются, в которой один набор праймеров предназначен для того чтобы усилить дна интереса (грунтовки 1 и 3, вперед и назад, соответственно), и один учебник предназначен для включения мутации. Мутация, представляя грунтовка (праймер 2) должен иметь обратный ориентации, если мутации недалеко от ' конец 5 и вперед ориентации если мутация близок к 3' конца. На первом шаге PCR праймер 1 + 2 или 2 + 3 усиливает небольшой фрагмент недалеко от ' конец 5 или 3' конца, соответственно. Полученный продукт PCR затем используется как грунт на втором шаге грунтом 1 или 3, в результате чего в продукт PCR с мутации в ДНК интерес (рис. 1A).
В 3-х ступенчатая PCR 4 грунтовки предназначены, в которых один набор праймеров предназначен для того чтобы усилить дна интереса (грунтовки 1 и 4, вперед и назад, соответственно) и один набор праймеров предназначен для учета специфических мутаций с перекрывающимися взаимодополняемости (грунты, 2 и 3, обратить вспять и вперед, соответственно). В шаге один и два, грунтовки 1 + 2 и 3 + 4 усиливают 5' и 3' конца. На шаге 3 результирующий продукты PCR от шаг 1 и 2 используются как шаблоны и усиливается с праймерами 1 + 4. Таким образом полученный продукт PCR является ДНК интерес с желаемой мутация (рис. 1B).
В то время как мутировал ДНК может использоваться для любого приложения, ниже по течению, этот протокол описывает вновь объединить вектор клонирования ДНК. Использование клонирования векторов имеет ряд преимуществ, таких как простота клонирования и конкретных экспериментальных приложений в зависимости от особенностей вектора. Эта возможность часто используется для исследования взаимодействия РНК. Другой метод для исследования взаимодействия РНК является структурной зондирующего РНК в комплексе с другой РНК1,белка или2 3,4. Однако структурные зондирование выполняется только в пробирке в то время как сайт направленного мутагенеза и последующего клонирования позволяют для исследования взаимодействия в естественных условиях.
Сайт Направленный мутагенез широко применяется для исследования взаимодействия РНК, представленные здесь. Однако ключевым методом относительно 2 - или 3-шаг ПЦР применима к любой фрагмент ДНК и таким образом не ограничивается только исследования РНК взаимодействия.
Чтобы проиллюстрировать, техника и его возможного использования, используется характеристика регионов важно для post-transcriptional регулирование мРНК, csgD, Escherichia coli (E. coli). В E. coli, csgD является мишенью малые РНК-кодирования, McaS, в сотрудничестве с белками, Hfq, для подавления выражения протеина CsgD2,4,5. Метод используется для внедрения мутаций в регионе база сопряжения между csgD и McaS и Hfq привязки сайта csgD. Затем полученные ДНК клонируется в вектор подходит для последующих экспериментов. Нисходящие приложения методики включают в vivo и in vitro экспериментов. Для иллюстрации пример 1 характеризуется в естественных условиях, используя западную помарку пробирного и пример 2 характеризуется в пробирке, используя assay переноса электрофоретической подвижности (EMSA). В обоих случаях это иллюстрированный как сайт Направленный мутагенез может использоваться в сочетании с другими методами биологического выводы о ген интереса.