Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Ribonucleotides относятся к числу наиболее распространенных неканонических нуклеотидов, включения в Геном эукариот ядерных репликации ДНК. Если удалены не должным образом, ribonucleotides может вызвать повреждение ДНК и мутагенез. Здесь мы представляем две экспериментальные подходы, которые используются для оценки обилие рибонуклеотид включения в ДНК и мутагенных эффектов.
Наличие ribonucleotides в ядерной ДНК было показано, быть источником геномной нестабильности. Степень включения рибонуклеотид могут быть оценены щелочной гидролиз и электрофорез геля, как РНК, является очень восприимчивы к гидролизу в щелочных условиях. Это, в сочетании с юга блот анализ может использоваться для определения местоположения и прядь в который были включены ribonucleotides. Однако эта процедура является только полуколичественного и не может быть достаточно чувствительным, чтобы обнаружить небольшие изменения в содержании рибонуклеотид, хотя Южная помарка стренги конкретных зондирующего улучшает чувствительность. Как мера одного из самых ярких биологических последствий ribonucleotides в ДНК спонтанного мутагенеза могут быть проанализированы с использованием пробирного вперед мутации. Используя соответствующие репортер генов, редкой мутации, которые приводит к потере функции может быть отдельных и общих и конкретных мутаций ставки может измеряться путем объединения данных из колебаний эксперименты с секвенирования ДНК гена репортера. Assay колебания применимо рассмотреть широкий спектр мутагенных процессов в конкретных генетический фон или условий роста.
Во время эукариотических ядерных репликации ДНК ribonucleotides включены в геноме всех трех основных replicases ДНК, ДНК полимеразы (Pols) α, ε и δ1,2. РНКазы H2-зависимых рибонуклеотид иссечение ремонт (3RER) удаляет большинство этих встроенных ribonucleotides.
Рибонуклеотид в ДНК подвержен гидролизу, как 2' гидроксильной группы части молекулы сахара может атаковать прилегающих Фосфодиэфирная связь, выпустив один конец с 2' - 3' циклических фосфата и другой с 5'-OH-4. Щелочная среда может значительно ускорить эту реакцию. Таким образом гидролиз встраиваемых ribonucleotides во время инкубации в основной раствор вызывает фрагментацию геномной ДНК, которые могут быть визуализированы щелочной агарозы электрофорез5. ДНК может быть передана мембраны и исследован, Южная помарка анализа с помощью зондов нити конкретные, которые позволяют выявлять щелочно чувствительных участков, вызванные ribonucleotides, включены в зарождающейся ведущих - или теплоизоляции strand ДНК, соответственно.
В клетках дрожжей не хватает активности РНКазы H2 удаление ribonucleotides может быть инициировано когда Топоизомераза I (Top1) Никс ДНК на встраиваемых рибонуклеотид6,7. Однако когда Top1 расщепляет на стороне 3' рибонуклеотид, это генерирует 5'-OH и 2' - 3' циклических фосфат ДНК концы которые огнеупоров для religation. Неспособность ремонт, или аномальным обработка этих «грязные концы» может привести к геномной нестабильности. Кроме того если разрез происходит внутри повторяющихся последовательностей ДНК, процесс восстановления может привести к удаления мутации. Это особенно проблематично для тандемные повторы, где короткие удаления (из между 2 и 5 пар оснований) обычно наблюдается в клетках РНКазы H2-недостаточным. Top1-зависимых пагубные последствия в отсутствие дрожжей РНКазы H2 активности усиливаются в прослушивающем для включения рибонуклеотид во время зарождающейся ведущих стренги синтеза мутант ε ДНК-полимеразы (pol2-M644G).
Обработка ribonucleotides в ДНК приводит к спонтанной мутации и этот мутагенеза можно обнаружить с помощью соответствующих репортер генов, выбрав для сопровождающих фенотипические изменения. Колебания тест или Лурия и Дельбрюк эксперимент является одним из наиболее часто используемых методов для измерения скорости спонтанной мутации, с помощью выбираемых репортер генов8,9. В дрожжей URA3 и CAN1 генов может использоваться как журналистам в assay вперед мутации, которая позволяет для обнаружения всех типов мутаций, приводящих к потере функции гена. Уровень спонтанной мутации оценивается как средний показатель наблюдается для нескольких параллельных культур, начал с одной колонии без мутации в гене репортер целевой. Дрожжи, RNase H2-недостаточным напрягаться, такие, как rnh201Δ имеет умеренно повышенной скоростью целом спонтанной мутации, во многом вызванные повышенной заболеваемости 2-5 bp удалений в тандеме повторить последовательности. Таким образом чтобы полностью характеризуют мутагенных эффектов ribonucleotides в геноме, скорости конкретной мутации должны определяться. В этом случае URA3 или CAN1 репортер генов может быть усиливается и последовательности для определения типа и местоположения мутаций, и скорости конкретной мутации могут быть рассчитаны. Компиляция мутации, определены в нескольких независимых URA3 или CAN1 мутантов, затем может использоваться для создания спектра мутаций.
1. щелочной гидролиз и специфичные для Strand Южная помарка (рис. 1)
2. Измерение мутации темпы и специфику штаммов S. cerevisiae
Лечение геномной ДНК щелочью, следуют щелочного гель-электрофорез позволяет для полуколичественного определения фрагментацию ДНК из-за обилия стабильно включены ribonucleotides. Рисунок 2 показывает изображения гель дрожжей геномной ДНК относились с или бе...
Здесь мы описываем протоколы для двух наборов экспериментов, которые часто используются для полу количественно анализа включены во время репликации ДНК и мутагенных эффектов неустраненный ribonucleotides ribonucleotides. Хотя эти подходы включают модель эукариоты S. cerevisiae, эти методы можно лег?...
Авторы не имеют ничего сообщать.
Мы благодарим всех нынешних и бывших членов Канкел лаборатории за их работу и обсуждения связанных с протоколом и повторно использованы данные, представленные здесь. Эта работа была поддержана проект Z01 ES065070 для T.A.K. из отдела интрамуральных исследования национальных институтов здравоохранения (НИЗ), Национальный институт окружающей среды медицинских наук (NIEHS).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
YPD media | 20 g dextrose, 20 g peptone, 10g yeast extract, in deionized H2O up to 1 L, add 20 g Bacto agar for solid media, autoclave. | ||
COM plates | 1.3 g SC dropout mix, 1.7 g yeast nitrogen base without amino acids or (NH4)2SO4, 5 g (NH4)2SO4, 20 g dextrose, 20 g Bacto agar deionized H2O up to 1 L. Adjust pH to 5.8. Autoclave and 30 – 35 ml per plate. | ||
CAN plates | 1.3 g SC-Ura dropout powder, 1.7 g yeast nitrogen base without amino acids or (NH4)2SO4, 5 g (NH4)2SO4, 20 g dextrose, 20 g Bacto agar, 25 mg uracil and H2O up to 1 L. Autoclave for 15 mins at 121 °C and cool down to 56 °C. Add 6 mL of filter-sterilized 1% canavanine sulfate solution. | ||
5-FOA plates | 1.3 g SC-Ura dropout powder, 1.7 g yeast nitrogen base without amino acids or (NH4)2SO4, 5 g (NH4)2SO4, 20 g dextrose, 20 g Bacto agar, 25 mg uracil and H2O up to 800 mL. Autoclave for 15 mins at 121 °C and cool down to 60 °C. Add 200 mL of filter-sterilized 0.5% 5-FOA solution. | ||
L-Canavanine sulfate | US Biological | C1050 | |
5-FOA | US Biological | F5050 | |
20 mL glass culture tube | Any brand | ||
Culture rotator in 30 °C incubator | Shaker incubator can be used instead | ||
96 well round bottom plates | Sterile, any brand | ||
3 mm glass beads | Fisher Scientific | 11-312A | Autoclave before use |
12-channel pipettes | Any brand | ||
Ex Taq DNA Polymerase | TaKaRa | RR001 | |
Epicentre MasterPure Yeast DNA Purification Kit | Epicenter | MPY80200 | |
3 M sodium acetate | Sigma-Aldrich | S7899 | |
100% ethanol | |||
Qubit 2.0 Fluorometer | Invitrogen | Q32866 | Newer model available |
dsDNA BR Assay kit | Invitrogen | Q32850 | |
KOH | Sigma-Aldrich | 221473 | |
EDTA | Sigma-Aldrich | E7889 | |
Ficoll 400 | Dot Scientific Inc. | DSF10400 | |
Bromocresol green | Eastman | 6356 | |
Xylene cyanol FF | International Technologies Inc. | 72120 | |
NaOH | Sigma-Aldrich | S8045 | |
1 M Tris-HCl (pH 8.0) | Teknova | T5080 | |
SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain | Invitrogen | S11494 | |
UV transilluminator | |||
Amersham Nylon membrane Hybond-N+ | GE Healthcare | RPN303B | |
3 MM CHR Chromotography paper | Whatman | 3030-392 | |
NaCl | Caledon | 7560-1 | |
Stratalinker 1800 | Stratagene | ||
QIAquick PCR Purification Kit | Qiagen | 28106 | |
G-25 spin column | GE Healthcare | 27-5325-01 | |
1 M Sodium phosphate buffer (pH 7.2) | Sigma-Aldrich | NaH2PO4 (S9638); Na2HPO4 (S9390) | |
SDS | Sigma-Aldrich | L4522 | |
BSA | Sigma-Aldrich | A3059 | |
Formamide | Sigma-Aldrich | 47671 | |
Geiger counter |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены