กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัว

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัว หรือ การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่ง (SSM) หรือเรียกง่ายๆ ว่า การอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่ง เป็น เทคนิค การกลายพันธุ์แบบสุ่ม ที่ใช้ใน วิศวกรรมโปรตีน ซึ่ง...

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัว

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวของตำแหน่งเดียวในโปรตีนสมมติที่มีกรดอะมิโน 10 ตัว โปรตีนชนิดดั้งเดิมแสดงอยู่ด้านบน โดย M แทนกรดอะมิโนตัวแรกคือเมไทโอนีน และ * แทนการสิ้นสุดของการแปลรหัส โปรตีนกลายพันธุ์ทั้ง 19 ตัวที่ตำแหน่งที่ 5 แสดงอยู่ด้านล่าง

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวหรือการกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่ง (SSM)หรือเรียกง่ายๆ ว่าการอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่งเป็น เทคนิค การกลายพันธุ์แบบสุ่มที่ใช้ในวิศวกรรมโปรตีนซึ่งโคดอน เดียว หรือชุดของโคดอนจะถูกแทนที่ด้วยกรดอะมิโน ที่เป็นไปได้ทั้งหมด ในตำแหน่งนั้น[ 1 ]มีเทคนิคการอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่งหลายรูปแบบ ตั้งแต่การอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่งแบบคู่ (อิ่มตัวสองตำแหน่งในทุกตัวกลายพันธุ์ในไลบรารี) ไปจนถึงการสแกนการอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่ง (ทำการอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่งที่แต่ละตำแหน่งในโปรตีน ส่งผลให้ได้ไลบรารีขนาด 20 nโดยที่nคือจำนวนเปปไทด์ในโปรตีน หรือการอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่งnตำแหน่ง โดยที่ n ตำแหน่งในเปปไทด์จะถูกอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่ง ด้วยขนาดไลบรารี 20 nโดยที่หากความยาวของเปปไทด์ของคุณคือnจะได้การสุ่มแบบสมบูรณ์

วิธี

ภาพแสดงวิธีการทั่วไปวิธีหนึ่งในการโคลนไลบรารีการกลายพันธุ์เฉพาะจุด (เช่น การใช้โอลิโกนิวคลีโอไทด์แบบดีเจเนอเรต) ยีนที่สนใจจะถูกทำปฏิกิริยา PCR ด้วยโอลิโกนิวคลีโอไทด์ที่มีบริเวณที่เข้าคู่กับแม่แบบอย่างสมบูรณ์ (สีน้ำเงิน) และบริเวณที่แตกต่างจากแม่แบบด้วยนิวคลีโอไทด์หนึ่งตัวหรือมากกว่า (สีแดง) ไพรเมอร์จำนวนมากที่มีความดีเจเนอเรตในบริเวณที่ไม่เข้าคู่กันจะถูกรวมเข้าด้วยกันในปฏิกิริยา PCR เดียวกัน ส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์ PCR ที่แตกต่างกันหลายแบบซึ่งมีการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันในบริเวณนั้น (ตัวกลายพันธุ์แต่ละตัวแสดงด้วยสีที่แตกต่างกันด้านล่าง)

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวมักทำได้โดยการกลายพันธุ์เฉพาะจุดด้วย PCR โดยใช้โคดอนแบบสุ่มในไพรเมอร์ (เช่นSeSaM ) [ 2 ]หรือโดยการสังเคราะห์ยีนเทียมโดยใช้ส่วนผสมของ นิวคลี โอไทด์สังเคราะห์ที่โคดอนที่จะสุ่ม[ 3 ]

สามารถใช้โคดอนที่เสื่อมสภาพต่างกันเพื่อเข้ารหัสชุดของกรดอะมิโนได้[ 1 ]เนื่องจากกรดอะมิโนบางชนิดถูกเข้ารหัสโดยโคดอนมากกว่าชนิดอื่น อัตราส่วนที่แน่นอนของกรดอะมิโนจึงไม่สามารถเท่ากันได้ นอกจากนี้ โดยทั่วไปจะใช้โคดอนที่เสื่อมสภาพซึ่งลดโคดอนหยุดให้น้อยที่สุด (ซึ่งโดยทั่วไปไม่เป็นที่ต้องการ) ดังนั้น 'NNN' ที่สุ่มอย่างสมบูรณ์จึงไม่เหมาะสม และมีการใช้โคดอนที่เสื่อมสภาพทางเลือกอื่นที่มีข้อจำกัดมากกว่า 'NNK' และ 'NNS' มีข้อดีคือสามารถเข้ารหัสกรดอะมิโนได้ทั้งหมด 20 ชนิด แต่ยังคงเข้ารหัสโคดอนหยุด 3% ของเวลา โคดอนทางเลือกอื่น เช่น 'NDT', 'DBK' หลีกเลี่ยงโคดอนหยุดโดยสิ้นเชิง และเข้ารหัสชุดกรดอะมิโนขั้นต่ำที่ยังคงครอบคลุมประเภททางชีวฟิสิกส์หลักทั้งหมด (แอนไอออนิก แคทไอออนิก อะลิฟาติกไฮโดรโฟบิก อะโรมาติกไฮโดรโฟบิก ไฮโดรฟิลิกขนาดเล็ก) [ 1 ]ในกรณีที่ไม่มีข้อจำกัดในการใช้โคดอนที่เสื่อมสภาพเพียงตัวเดียว ก็สามารถลดอคติลงได้อย่างมาก[ 4 ] [ 5 ]มีการพัฒนาเครื่องมือคำนวณหลายอย่างเพื่อให้สามารถควบคุมโคดอนที่เสื่อมสภาพและกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้องได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

โคดอนที่เสื่อมสภาพจำนวนโคดอนจำนวนกรดอะมิโนจำนวนป้ายหยุดกรดอะมิโนที่เข้ารหัส
NNN64203ทั้งหมด 20
NNK / NNS32201ทั้งหมด 20
การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDT)12120RNDCGHILFSYV
ดีบีเค18120อาร์คกิลม์เอฟเอสทีวี
เอ็นอาร์ที880RNDCGHSY

แอปพลิเคชัน

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวมักใช้เพื่อสร้างตัวแปรสำหรับการวิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทาง [ 9 ] [ 10 ] นอกจากนี้ การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวยังใช้กันทั่วไปในการสแกนการกลายพันธุ์เชิงลึก (DMS) [ 11 ]

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัว

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัว หรือ การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่ง (SSM) หรือเรียกง่ายๆ ว่า การอิ่มตัวเฉพาะตำแหน่ง เป็น เทคนิค การกลายพันธุ์แบบสุ่ม ที่ใช้ใน วิศวกรรมโปรตีน ซึ่ง...

วิธี

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวมักทำได้โดย การกลายพันธุ์เฉพาะจุด ด้วย PCR โดยใช้โคดอนแบบสุ่มในไพรเมอร์ (เช่น SeSaM ) [ 2 ] หรือโดย การสังเคราะห์ยีนเทียม โดยใช้ส่วนผสมของ นิวคลี โอไทด์ สังเคราะห์ที่โคดอนที่จะสุ่ม [ 3 ]

แอปพลิเคชัน

การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวมักใช้เพื่อสร้างตัวแปรสำหรับ การวิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทาง [ 9 ] [ 10 ] นอกจาก นี้ การกลายพันธุ์แบบอิ่มตัวยังใช้กันทั่วไปในการสแกนการกลายพันธุ์เชิงลึก (DMS) [ 11 ]