Galeria de mapas mentais Biologia - Capítulo 2 Enzimas como Ferramentas para Engenharia Genética Mapa Mental
Este é um mapa mental sobre as enzimas-ferramentas da engenharia genética no Capítulo 2 de Biologia. O design do curso de engenharia genética envolve as propriedades e características das enzimas-ferramentas.
Editado em 2023-11-16 23:39:36Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
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Capítulo 2 Enzimas Ferramentas para Engenharia Genética
endonuclease de restrição
Função: Reconhecer sequências específicas em moléculas de DNA de fita dupla e cortar o DNA de fita dupla (encontrado principalmente em bactérias procarióticas, ajudando as bactérias a limitar a invasão de DNA estranho)
Sistema de modificação de restrição (sistema de defesa de bactérias)
Restrição: Isto significa que certos tipos de bactérias podem destruir o ADN estranho invasor através da acção de endonucleases de restrição, limitando assim a invasão de células biológicas por ADN estranho.
Modificação: As próprias moléculas de DNA da célula biológica são metiladas em posições de base específicas através da ação da metilase, que pode protegê-las de danos causados por suas próprias endonucleases de restrição.
Endonuclease de restrição tipo II
Recursos básicos
Reconhecer sequências específicas de 4-8 pares de bases em moléculas de DNA de fita dupla
Os locais de clivagem da maioria das enzimas estão dentro ou em ambos os lados da sequência de reconhecimento.
Identifique a sequência de clivagem como uma estrutura clássica de palíndromo rotacionalmente simétrica
Cliva o DNA para produzir extremidades contendo grupos 5' fosfato e 3' hidroxila
Cortes deslocados produzem pontas pegajosas, cortes ao longo do eixo de simetria produzem pontas planas
Operação da reação enzimática
A maioria das enzimas do tipo II requer condições de reação semelhantes
Hidrólise enzimática combinada multienzimática
Em princípio, as enzimas que requerem a mesma concentração de sal podem ser digeridas ao mesmo tempo, mas os locais de corte da enzima não podem se sobrepor.
Enzimas com diferentes requisitos de concentração de sal
Usar a concentração de sal necessária para enzimas mais caras, aumentar a dosagem de enzimas mais baratas e hidrolisar enzimaticamente ao mesmo tempo
A enzima com baixo teor de sal corta primeiro, depois adiciona sal, e a enzima com alto teor de sal corta novamente.
Uma enzima corta primeiro, depois o buffer é trocado e outra enzima corta novamente
Fatores que afetam a atividade enzimática
1||| Pureza da amostra de DNA
Impurezas: proteínas, fenol, clorofórmio, etanol, EDTA, SDS, NaC, etc.
Abordagem
Aumentar a quantidade de enzima: 10U de enzima para 1μg de DNA
Aumentar o volume total de reação
Prolongue o tempo de reação
2||| Nível de metilação de amostras de DNA: A metilação de nucleotídeos específicos na sequência de reconhecimento limita fortemente a atividade da enzima.
3||| Estrutura molecular do DNA
Certas endonucleases de restrição requerem muitas vezes mais enzimas para clivar o DNA plasmídico superenrolado ou DNA viral do que para digerir o DNA linear.
Algumas endonucleases de restrição de ácidos nucleicos cortam locais de enzimas de restrição em diferentes posições, e a sua eficiência também é significativamente diferente.
4||| Propriedades tampão das endonucleases: altas concentrações de enzimas, altas concentrações de glicerol, baixa força iônica, valores extremos de pH, etc. causarão baixa especificidade nas sequências de reconhecimento e clivagem de algumas endonucleases, ou seja, atividade estelar.
5||| Temperatura de reação de digestão: A temperatura de reação padrão para a maioria das endonucleases de restrição é 37°C
Término da reação enzimática de restrição
A maioria das enzimas: banho quente a 65°C por 5 minutos
Algumas enzimas termoestáveis (como BamH Ⅰ e Hae Ⅱ): adicione a solução de reação de terminação (adicione 0,5 mol/L de EDTA para fazer a concentração final na solução atingir 10 mmol/L para quelar Mg2)
aplicativo
Corta o DNA em locais específicos para produzir fragmentos específicos de enzimas de restrição
A clivagem com enzimas de restrição produz extremidades adesivas idênticas para recombinação
Crie um mapa de restrição de DNA
Construir biblioteca genética
Mancha do sul
Etapas para digerir DNA (digestão de 0,2-1,0μg de DNA)
Adicione o volume apropriado de solução de DNA
Adicione 2 μL de tampão de digestão com enzima de restrição 10× apropriado e misture
Adicione 1-2U de enzima de restrição e misture
Coloque os reagentes misturados acima na temperatura apropriada e incube pelo tempo necessário
Adicione 0,5mol/L
DNA polimerase
característica
DNA polimerase I de Escherichia coli (DNA pol I)
ativo
Atividade da DNA polimerase 5'->3'
Atividade de exonuclease 5'->3'
Atividade de exonuclease 3'->5'
Uso básico
Tradução de Nick: As atividades de exonuclease e polimerase 5'->3' trabalham juntas para avançar o corte.
Preparação de sondas de DNA marcadas com 32P
Fragmento grande de DNA polimerase I de Escherichia coli (enzima Klenow)
propriedades básicas
Fonte: DNA polimerase de Escherichia coli Ⅰ é tratada com subtilisina para obter o terço N-terminal do grande segmento peptídico, que é a enzima Klenow
Tem atividade de DNA polimerase 5'->3' Tem atividade de exonuclease 3'->5' Perda de atividade de exonuclease 5'->3'
Uso básico
1||| Preencha as extremidades adesivas 5' geradas por endonucleases
2||| Rotulagem final isotópica de fragmentos de DNA
3||| Síntese da segunda fita de cDNA
4||| Determinação da sequência de DNA pelo método de terminação final da cadeia didesoxi
Polimerase T4-DNA
Recursos básicos
① 5'->3' atividade da DNA polimerase ② 3'->5' atividade da polimerase exonucleolítica ③ Falta de atividade de exonuclease 5'->3' ④ Na ausência de dNTP, a exoclivagem pode ser realizada a partir de qualquer extremidade 3'-OH ⑤ Quando existe apenas um tipo de dNTP, a exólise para quando o nucleotídeo complementar é exposto. ⑥ Quando todos os quatro dNTPs estão presentes, a atividade de polimerização domina
Uso básico
①Corte a extremidade adesiva 3' gerada pela endonuclease
② Rotulagem final isotópica de fragmentos de DNA
DNA polimerase do bacteriófago T7
Recursos básicos
① 5'->3' atividade da DNA polimerase ② Atividade de exonuclease 3'-> 5' ③ Tem a processabilidade mais forte entre as DNA polimerases conhecidas ④ Após a modificação, torna-se uma enzima de sequenciamento para fragmentos longos de DNA usando o método de terminação da cadeia didesoxi.
Uso básico
Reações de extensão de primer para fragmentos de DNA mais longos
Rotulagem final rápida por meio de reações de preenchimento ou troca (deslocamento)
Desoxinucleotidil transferase terminal (TdT)
Recursos básicos
Fonte: timo de bezerro
A DNA polimerase livre de modelo incorpora aleatoriamente dTNP na extremidade 3'-OH
Uso básico
Adicione caudas de homopolímero complementares ao vetor ou DNA alvo
Marcação isotópica das extremidades 3' dos fragmentos de DNA
DNA polimerase dependente de RNA (transcriptase reversa)
Recursos básicos
(1) síntese de cDNA guiada por RNA
(2) Excisão bidirecional da fita de RNA na fita híbrida DNA-RNA (atividade RNase H)
(3) Atividade de polimerização de DNA guiada por DNA
Transcriptase reversa comumente usada
AMV: uma enzima transcriptase reversa derivada do vírus do mieloblastoma aviário purificado (funciona a 42°C)
MMLV: Um produto de expressão do gene da transcriptase reversa do vírus da leucemia murina Moloney (MMLV) em E. coli (funciona a 37°C)
Uso básico
Transcrever o RNA de genes eucarióticos em DNA e construir uma biblioteca de cDNA
Avaliar e rotular a extremidade 3' dos fragmentos de DNA com saliências 5' e preparar sondas
Substitui o fragmento Klenow para sequenciamento de DNA
DNA polimerase termoestável (enzima Taq)
Estabilidade térmica
dependência de íons
Baixa fidelidade: possui atividade de polimerase 5'->3' e atividade de exonuclease 5'->3'; Mas não há atividade de correção 3'->5', e um adenilato A extra será adicionado ao final do fragmento de cálculo sintetizado.
Enzima modificadora de ácido nucleico
Polinucleotídeo quinase T4 (T4-PNK)
Características: Catalisa a transferência do grupo γ-fosfato do ATP para a extremidade 5'-OH do DNA ou RNA
Finalidade: usado para marcação isotópica das extremidades da sonda
Fosfomonoesterase alcalina: remove grupos fosfato 5' do DNA e RNA
Função: Catalisa a remoção do grupo 5' fosfato das moléculas de ácido nucleico, convertendo assim a extremidade 5'-P do fragmento de DNA ou RNA na extremidade 5'-OH. Seu papel na clonagem molecular é evitar a autoligação entre eles. pontas pegajosas.
Uso básico
Remova o grupo fosfato da extremidade 5' do DNA do vetor para evitar que o vetor se ciclize e melhore a taxa de recombinação
Remova os grupos fosfato 5' do DNA e RNA e, em seguida, marque a extremidade com polinucleotídeo quinase T4
Fosfomonoesterase alcalina (CIP) do timo de bezerro: inativada a 68°C
Ligação monoéster de fosfato básico de E. coli (BAP): estável a 68°C e resistente à extração de fenol
Exonuclease de fita simples: exonuclease VII (ExoVII)
exonuclease de cadeia dupla
Exonuclease III (ExoIII)
Exonuclease lambda (λExo)
Endonuclease de fita simples: nuclease S1
Características básicas: De Aspergillus oryzae ① Explicar o DNA de fita simples é 75.000 vezes mais rápido do que explicar o DNA de fita dupla ② Zn2 necessário ③ Faixa ideal de oH: 4,0 ~ 4,3 ④ Requer NaCl: 10~300mmol/L
Reação básica
① Endocução de DNA ou RNA de fita simples
② DNA ou RNA de fita dupla com cortes ou fendas dentro dele
usos importantes
① Remova a saliência de fita simples do fragmento de DNA e torne-a uma extremidade romba ② Remova a estrutura em gancho formada durante a síntese de cDNA ③ Analise a quantidade de mRNA por meio do experimento de proteção de nuclease S1 ④ A hibridização de mRNA maduro e DNA genômico, combinada com a hidrólise por esta enzima, pode localizar íntrons ⑤ Apare as extremidades das mutações de exclusão progressiva
Exonuclease de fita dupla endo-fita simples: nuclease Bal31
Recursos básicos
DNA ligase
Enzimas comumente usadas
DNA ligase de Escherichia coli: usando NAD+ [nicotinamida adenina dinucleotídeo] como cofator
Bacteriófago T4 Ligase T4: usa ATP [trifosfato de adenosina] como cofator
Mesmo mecanismo de ação
propriedades básicas
Reparar ligações fosfodiéster em lacunas no DNA de fita dupla
Repara a ligação fosfodiéster na lacuna na fita de DNA ligada à fita de RNA
Conecte moléculas de DNA de fita dupla com extremidades cegas
Condições de reação
Conexões finais pegajosas
Conexão de extremidade plana
Ligação direta usando T4 DNA ligase
Coabitante mais conexão de cauda
Conecte-se com conectores
Ligadura do adaptador de DNA