质粒101:诱导型启动子

由玛丽传动装置

玛丽传动

启动子控制RNA聚合酶和转录因子的结合。自启动子区域因此,驱动靶基因的转录,因此决定了基因表达的定时,并且在很大程度上限定了将产生的重组蛋白的量。许多常见的启动子。与CMV,EF1A和SV40启动子一样,总是活跃,因此被称为组成型启动子。其他人只在特定情况下积极。在这篇文章中,我们将讨论诱导启动子,可以从中切换离开对A.状态,以及如何在您的研究中使用这些。当您完成此帖时,请查看我们的后续帖子抑制促进者

订阅质粒博客文章! 诱导启动子是如何调控的?

诱导型启动子可以通过阳性或阴性对照调节。

积极的诱导

在OFF状态,启动子是不活跃的,因为激活蛋白不能绑定。在诱导剂结合活化剂蛋白质之后,活化剂蛋白可以与启动子结合,转动并启动转录。

阳性和阴性诱导启动子的区别

负诱导

在OFF状态下,启动子是不活跃的,因为有一个结合抑制蛋白积极防止转录。一旦诱导剂与阻遏蛋白结合,阻遏蛋白就从DNA中移除。在抑制蛋白缺失的情况下,转录被开启。

诱导型启动子的类型

化学试剂、温度和光都是导致启动子诱导的因素。下面,你会看到这三种类型的诱导启动子的简短描述,以及每种类型的例子。这些启动子系统很多都可以在Addgene!

化学诱导启动子

化学调节的启动子是最常见的诱导型启动子之一。阳性诱导的四环素(TET-ON.)系统,开发用于原核生物和真核生物的多功能工具,通过直接激活工作。在这个系统中,活化剂rtTA(反向四环素控制的反激活剂)通常是不活跃的,不能与启动子中的四环素反应元件(TRE)结合。四环素及其衍生物可作为启动子激活的诱导剂。

负诱导pLac启动子是最常用的原核启动子之一。这个启动子需要去除Lac压缩机(lacI蛋白)转录被激活。在乳糖或乳糖类似物IPTG的存在下,lac阻遏物发生构象变化,使其从启动子内的lacO位点上消失,停止对靶基因的抑制。在许多细菌表达载体中发现了一种简化的lac诱导体系。

负诱导启动子pBad是另一种常用的原核启动子,常用于细菌蛋白的纯化。当阿拉伯糖缺失时,调节蛋白AraC结合pBad上游的O和I1位点,阻断转录。阿拉伯糖的加入导致AraC结合I1和I2位点,允许转录开始。除阿拉伯糖外,cAMP与cAMP激活蛋白(cAMP activator protein, CAP)复合物也可刺激AraC结合I1和I2位点。用葡萄糖补充细胞生长介质可以降低cAMP,抑制pBad,减少启动子渗漏。

阿拉伯糖加入诱导PBAD启动子的表达

化学诱导启动子的其他例子包括阳性诱导子酒精类固醇植物研究中常用的调控启动子。

启动子亚型 启动子的例子 激活剂 Addgene质粒/工具
酒精调控 Alca启动子

pGGA008(AlcA)和PGGC011(AlcR)从红色火焰GreenGate工具包

类固醇调节 Lexa推动者 XVE(合成)

pFZ19(黄色的火焰)

温度诱导启动子

温度敏感表达系统通常比化学诱导的启动子少稀释;它们在规则的温度下显示接近零表达,但可以通过热或冷暴露诱导。实例包括热休克诱导的HSP70或HSP90衍生的启动子,其中选择的基因仅在暴露于短暂的热冲击后表达。在HSP70的情况下,热冲击释放热休克因子1(HSF-1),随后与启动子中的热冲击元件结合,从而激活转录。加型储层器已开发热休克诱导克瑞斯Cas9.在物种中易于基因组工程秀丽隐杆线虫果蝇

光诱导启动子

光是另一种激活基因表达的方式,合成生物学中使用的双组分系统利用光来调节转录。红色火焰质粒pdawn含有蓝光传感蛋白YFI。当不存在光时,YFI磷酸化FixJ,其与FixK2启动子结合以诱导噬菌体抑制剂CI的转录。阻遏物CI抑制来自噬菌体启动子公关的转录,防止报告基因的表达。当存在光时,YFI是无活性的,防止阻遏物CI合成并允许报告基因转录发生。加入也有黄色火焰光控两个组件系统由塔博尔实验室设计。

哪个可诱导启动子适合我?

这里列出了一些在选择诱导启动子时需要考虑的重要变量。

实验系统

因为不同细胞类型或生物体的转录机制不同,启动子也同样是可变的。细菌启动子只在原核细胞中起作用,而且通常只在它们起源的相同或相近的物种中起作用。类似地,各种真核细胞类型(哺乳动物、酵母、植物等)需要独特的启动子,很少有交叉。感应机制也必须与你的实验系统兼容。

泄漏

如果你在表达一个可能有毒的基因,你的诱导启动子不能太渗漏是很重要的。对于可诱导的原核启动子,pLac已知有轻微的渗漏,而pBad可能是一个更好的选择,因为表达可以被葡萄糖抑制。温度诱导促进剂也以其低泄漏而闻名。

可诱导性水平

您想诱导目标基因的转录多少?诱导型启动子的强度可以变化很大。如果您正在寻找高诱导性,TET-ON系统可能是一个不错的选择,因为它记录在激活时诱导转录> 1,000倍。

时差

诱导特定启动子所需的时间各不相同。只需要添加外部诱导剂的启动子,如Tet系统,可以非常迅速地被激活。相比之下,需要抑制因子/诱导剂转录的启动子系统由于转录/翻译需要时间,会有更高的滞后时间。


非常感谢妮可的Zurcher为撰写本文的写作。

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