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DNA聚合酶的保真度检测方法你了解吗?

来宝网 2021/8/22点击1258次

DNA聚合酶的保真度检测方法你了解吗?



DNA聚合酶的选择是聚合酶链反应(PCR)中的重要决策之一,相较于准确度需求较低的菌落PCR等分析实验,蛋白表达、突变检测、基因筛选等准确度要求较高的实验,则需要选择高保真DNA聚合酶,以保证扩增过程中的保真度。


什么是DNA聚合酶的保真度


DNA聚合酶的保真度指的是其进行准确扩增模板的能力,确保DNA序列的高度准确扩增。高保真酶具有3'到5'核酸外切酶的活性,可对聚合反应时错配的碱基进行切除,从而保证扩增的准确性。

错配率是高保真DNA聚合酶保真性的一个通用标准,错配率越低保真性越好。保真度常用错配率的倒数表示(保真度=1/错配率)。

网络.png图1. 高保真酶作用原理图(源于网络)


如何测定DNA聚合酶的保真度


常见的DNA聚合酶测定方法有蓝白斑筛选测定、一代测序和NGS测序等。

 蓝白斑筛选测定

原理:利用DNA聚合酶扩增lacZ基因,基于lacZ基因的α-互补性,它能还原β-半乳糖苷酶基因活性,并产生蓝色菌落,结合蓝白斑筛选评估保真度。

操作步骤:用DNA聚合酶扩增lacZ基因,将PCR产物连接到载体上,转化,蓝白斑筛选。若lacZ基因存在错误,则破坏β-半乳糖苷酶活性,菌落呈现白色,白斑克隆的比例可转化为错误掺入的数量。

 一代测序
原理:将DNA聚合酶PCR扩增产物克隆至载体中,对单菌落进行Sanger测序,对测序得到的错配的核苷酸数进行统计分析。

操作步骤:根据DNA模板设计PCR扩增引物;利用DNA聚合酶进行PCR扩增;将PCR产物克隆至载体上,挑取单菌落进行大规模Sanger测序,计算发生错配的核苷酸数与聚合的总核苷酸数的比值(错配率)。

 NGS测序

原理:将DNA聚合酶PCR扩增产物利用NGS平台对DNA分子进行测定分析(PCR产物在测序之前需进行片段化处理以符合NGS平台的读长)。

操作步骤:根据DNA模板设计PCR扩增引物;利用DNA聚合酶进行PCR扩增;将PCR产物利用NGS平台对DNA分子进行双向测定,筛选正反两个方向均有效的数据,在突变的判定过程中,正反两个方向均测定出突变的位置记为一次突变,此突变属于DNA聚合酶引入的突变;如测定只有一个方向测定出现突变,另一个方向测定无突变,则该突变为测序平台引入的突变,不属于DNA聚合酶扩增引入的突变,计算DNA聚合酶扩增过程中引入的突变/有效DNA测序量(保真度)[1]

提示:在PCR扩增中,不同的序列引入突变的概率是有差异的,一般研究人员选择为多个扩增产物进行测序比较,扩增的目的基因序列在设置在容易导入基因突变的富含GC 序列区域以及重复等区域。


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高保真酶检测方法有很多,不同品牌的高保真酶的测定方法不同,一般保真性测定会是相对于Taq DNA聚合酶比较,来判断DNA聚合酶的保真性。

翌圣生物Hieff Canace® Gold 高保真DNA聚合酶通过蓝白斑筛选测定方法,测定其保真性是Taq酶的52倍,Pfu酶的6倍。

宝1.jpg图2. Hieff Canace® Gold 高保真DNA聚合酶的保真性是Taq酶的52倍,pfu酶的6倍。

Canace® Gold 高保真DNA聚合酶除了保真性能外,还有延伸速度快、灵敏度高、适用性广等特点。



延伸速度可达15sec/kb,极速可达1sec/kb


宝33.jpg图3. Hieff Canace® Gold高保真DNA聚合酶分别扩增小鼠gDNA 2 kb和水稻gDNA 3 kb片段。不同延伸速度(1-60 sec/kb)都可有效扩增。M:1kb DNA Marker。



灵敏度高,可扩增低至1pg模板


宝4 (2).jpg图4. Hieff Canace® Gold高保真DNA聚合酶扩增质粒3 kb片段,不同模板量(1 pg-0.5 μg)都可有效扩增。NC:阴性对照。M:1kb DNA Marker。


适用于不同GC含量片段的扩增


宝4.jpg图5. Hieff Canace® Gold高保真DNA聚合酶对不同GC含量(30-70%)片段都可高效率的进行扩增。M:1kb DNA Marker。


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参考文献:


[1] 王金. 一种检测DNA聚合酶保真度的方法:, CN106701896A[P]. 2017.

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