Вставка мутагенеза

В молекулярной биологии инсерционный мутагенез - это создание мутаций в ДНК путем добавления одной или нескольких пар оснований . Такие инсерционные мутации могут происходить естественным образом, опосредованные вирусами или транспозонами , или могут быть искусственно созданы для исследовательских целей в лаборатории.

Подпись меча мутагенеза

Это метод, используемый для изучения функции генов . Транспозону , такой как элемент P Drosophila melanogaster, может интегрироваться в случайных местах в геноме изучаемого организма. Мутанты, генерируемые этим методом, затем экранируются на любые необычные фенотипы . Если такой фенотип обнаружен, то можно предположить, что вставка вызвала инактивированную вставку, связанный с обычным фенотипом. Поскольку известна последовательность транспозона, может быть идентифицирован ген, либо путем секвенирования всего генома, так и поиска последовательности, либо с использованием полимеразной цепной реакции , чтобы специфически усилить этот ген.

Вирус инсерционный мутагенез

Поскольку многие вирусы интегрируют свои собственные геномы в геномы своих клеток -хозяев, чтобы повторить, мутагенез, вызванный вирусными инфекциями, является довольно распространенным явлением. Однако не все интегрирующие вирусы вызывают инсерционный мутагенез.

Некоторые вставки ДНК приведут к заметной мутации. Исторически, лентивирусные векторы включали сильные вирусные промоторы, которые имели побочный эффект инсерционного мутагенеза , мутации ядерной ДНК, которые влияют на функцию гена. ^{[ 1 ]} Было показано, что эти сильные вирусные промотчики являются основной причиной формирования рака . ^{[ 1 ]} В результате вирусные промоторы были заменены клеточными промоторами и регуляторными последовательностями. ^{[ 1 ]} Для тех вирусов, таких как гаммаретровирусы , которые имеют тенденцию интегрировать их ДНК в генетически неблагоприятных местах, тяжесть любой последующей мутации полностью зависит от места в геноме хозяина, в котором вставлена вирусная ДНК. Если ДНК вставлена в середину важного гена, влияние на клетку будет радикальным. гена Кроме того, вставка в промоторную область может иметь одинаково радикальные эффекты. Аналогичным образом, если вирусная ДНК вставлена в репрессор , соответствующий ген промотора может быть чрезмерно экспрессирован, что приводит к переизбытке его продукта и измененной клеточной активности. гена Если ДНК вставлена в область усилителя , ген может быть недостаточно экспрессирован, что приводит к относительному отсутствию его продукта, что может значительно прервать активность клетки.

Изменение различных генов будет иметь различное влияние на клетку. Не все мутации существенно влияют на пролиферацию клетки. However, if the insertion occurs in an essential gene or a gene that is involved in cellular replication or programmed cell death , the insertion may compromise the viability of the cell or even cause the cell to replicate interminably – leading to the formation of a tumor, который может стать раком.

Вставка мутагенез возможно, является ли вирус самостоятельно инактивирующими типами, обычно используемыми в генной терапии или компетентным для воспроизведения. Вирус вводит ген (известный как вирусный онкоген), обычно вблизи гена клеточного Myc (C-Myc). Ген c-myc обычно выключается в клетке; Однако, когда он включается, он способен подтолкнуть клетку в фазу G1 клеточного цикла и привести к началу репликации клетки, вызывая неконтролируемую пролиферацию клеток, позволяя воспроизвести вирусный ген. После многих повторов, когда вирусный ген остается скрытыми опухолями. Эти опухоли обычно получены из одной мутированной/ трансформированной клетки (клональная по происхождению). Вирус птичьего лейкоза является примером вируса, который вызывает заболевание путем инсерционного мутагенеза. Недавно вылупленные цыплят, инфицированные вирусом птичьего лейкоза, начнут образовывать опухоли, которые начнут появляться в их бурсе Фабрициуса (например, тимус человека). Эта вставка вирусного гена также известна как промоторная вставка, поскольку она движет экспрессией гена c-myc. Существует пример вставленного события мутагенеза, вызванного Ретротранспозон в геноме человека, где он вызывает мышечную дистрофию типа Фукуяма. ^{[ 2 ]}

Вставка инактивация

Вставка инактивация - это метод, используемый в рекомбинантной ДНК -инженерии, где плазмида (такая как PBR322 ) ^{[ 3 ]} используется для отключения экспрессии гена. ^{[ 4 ]}

Инактивация гена путем вставки фрагмента ДНК в середину его кодирующей последовательности. Любые будущие продукты из инактивированного гена не будут работать из -за дополнительных кодов, добавленных к нему. Примером является использование PBR322, которое имеет гены, которые соответственно кодируют полипептиды, которые обеспечивают устойчивость к антибиотикам ампициллина и тетрациклина. Следовательно, когда генетическая область прерывается путем интеграции PBR322, функция гена теряется, но получается новая функция гена (устойчивость к специфическим антибиотикам).

Альтернативная стратегия для внедрения мутагенеза была использована у животных позвоночных для поиска генов, которые вызывают рак. В этом случае транспосон, например, спальная красавица , предназначен для прерывания гена таким образом, что он вызывает максимальную генетическую хаос. В частности, транспосон содержит сигналы, чтобы усекнуть экспрессию прерванного гена в месте вставки, а затем перезапустить экспрессию второго усеченного гена. Этот метод был использован для идентификации онкогенов . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Полести, Валентина; Mavilio, Fulvio (2021). «Проектирование лентивирусных векторов для генной терапии генетических заболеваний» . Вирусы . 13 (8): 5. doi : 10.3390/v13081526 . ISSN 1999-4915 . PMC 8402868 . PMID 34452394 . {{cite journal}}: Cs1 Maint: дата и год ( ссылка )
^ «Ретровирусы» . Архивировано из оригинала 4 мая 2015 года.
^ «Рекомбинантная ДНК» . Архивировано с оригинала 2012-08-05 . Получено 2010-04-11 .
^ «Вставка инактивация» . Архивировано из оригинала на 2009-02-18 . Получено 2010-04-11 .
^ Carlson CM, Largaespada DA (июль 2005 г.). «Вставка мутагенеза у мышей: новые перспективы и инструменты». НАТ Преподобный Генет . 6 (7): 568–80. doi : 10.1038/nrg1638 . PMID 15995698 . S2CID 3194633 .
^ IVICS Z, Izsvák Z (2004). «Транспонируемые элементы для трансгенеза и вставленного мутагенеза у позвоночных: современный обзор экспериментальных стратегий». Мобильные генетические элементы . Методы мол. Биол. Тол. 260. С. 255–76. doi : 10.1385/1-59259-755-6: 255 . ISBN 1-59259-755-6 Полем PMID 15020812 .

Внешние ссылки

Вставка+мутагенез в Национальной медицинской библиотеке Медицинской библиотеки США (Mesh)
Диаграмма на Gene-Technology-online.com

[:1-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Полести, Валентина; Mavilio, Fulvio (2021). «Проектирование лентивирусных векторов для генной терапии генетических заболеваний» . Вирусы . 13 (8): 5. doi : 10.3390/v13081526 . ISSN 1999-4915 . PMC 8402868 . PMID 34452394 . {{cite journal}}: Cs1 Maint: дата и год ( ссылка )

[2] «Ретровирусы» . Архивировано из оригинала 4 мая 2015 года.

[3] «Рекомбинантная ДНК» . Архивировано с оригинала 2012-08-05 . Получено 2010-04-11 .

[4] «Вставка инактивация» . Архивировано из оригинала на 2009-02-18 . Получено 2010-04-11 .

[5] Carlson CM, Largaespada DA (июль 2005 г.). «Вставка мутагенеза у мышей: новые перспективы и инструменты». НАТ Преподобный Генет . 6 (7): 568–80. doi : 10.1038/nrg1638 . PMID 15995698 . S2CID 3194633 .

[6] IVICS Z, Izsvák Z (2004). «Транспонируемые элементы для трансгенеза и вставленного мутагенеза у позвоночных: современный обзор экспериментальных стратегий». Мобильные генетические элементы . Методы мол. Биол. Тол. 260. С. 255–76. doi : 10.1385/1-59259-755-6: 255 . ISBN 1-59259-755-6 Полем PMID 15020812 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]