Name: direct observation of enzymes replicating dna using a single-molecule dna stretching assay
Uploaded: 2010-03-23T17:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Direct Observation of Enzymes Replicating DNA Using a Single-molecule DNA Stretching Assay at JoVE.com

De ontwikkeling van de DNA-stretching test werd geholpen door Paul Blainey, Jong-Bong Lee, en Samir Hamdan. Dit werk wordt ondersteund door de National Institutes of Health beurzen aan Charles Richardson (GM54397) en Antoine van Oijen (GM077248).

1. DNA-replicatie Template DNA voor de reactie is een gelineariseerde λ DNA gewijzigd door gloeien van oligonucleotiden om een ​​replicatie vork te vormen. Daarnaast is biotine aan het uiteinde van een streng van het DNA λ, en een digoxigenine groep is aan het andere eind van dezelfde streng 1. Materialen: Bacteriofaag λ DNA, Oligonucleotiden: gebiotinyleerd vork arm (A: 5&#39;-biotine-AAAAAAAAAAAAAAAAGAGTACTGTACGATCTAGCATCAATCACA...

<ol>
	<li>Lee, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+primase+acts+as+a+molecular+brake+in+DNA+replication.">DNA primase acts as a molecular brake in DNA replication.</a> Nature. 439, 621-624 (2006).</li><li>Tanner, N. A., van Oijen, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+observation+of+prokaryotic+DNA+replication.">Single-molecule observation of prokaryotic DNA replication.</a> Methods Mol Biol. 521, 397-410 (2009).</li><li>Sofia, S. J., Premnath, V. V., Merrill, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(ethylene+oxide)+Grafted+to+Silicon+Surfaces:+Grafting+Density+and+Protein+Adsorption.">Poly(ethylene oxide) Grafted to Silicon Surfaces: Grafting Density and Protein Adsorption.</a> Macromolecules. 31, 5059-5070 (1998).</li><li>Tanner, N. A., Loparo, J. J., van Oijen, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+single-molecule+DNA+replication+with+fluorescence+microscopy.">Visualizing single-molecule DNA replication with fluorescence microscopy.</a> J Vis Exp. , (2009).</li><li>Hamdan, S. M., Loparo, J. J., Takahashi, M., Richardson, C. C., van Oijen, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+DNA+replication+loops+reveal+temporal+control+of+lagging-strand+synthesis.">Dynamics of DNA replication loops reveal temporal control of lagging-strand synthesis.</a> Nature. 457, 336-339 (2009).</li><li>van Oijen, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-molecule+kinetics+of+lambda+exonuclease+reveal+base+dependence+and+dynamic+disorder.">Single-molecule kinetics of lambda exonuclease reveal base dependence and dynamic disorder.</a> Science. 301, 1235-1238 (2003).</li></ol>

Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de weerstand kracht uitgeoefend op kralen door laminaire stroming niet enzymatische activiteiten van de replicatie eiwitten beïnvloeden. Bijvoorbeeld, heeft een 3 pN kracht die overeenkomt met een debiet van 0.012 ml / min geen invloed op de replicatie van het DNA toonaangevende streng. Het heeft echter wel invloed op enzymatische activiteiten die plaatsvinden tijdens gecoördineerd DNA-synthese, en daarom moet worden teruggebracht tot 1,5 PN. De wrijving kan eenvoudig worden g...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Bacteriophage &lambda; DNA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>New England Biolabs</td>
<td>N3011L</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>DNA Oligonucleotides</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Integrated DNA Technologies</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>T4 DNA Ligase</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>New England Biolabs</td>
<td>M0202L</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>T4 Polynucleotide Kinase</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>New England Biolabs</td>
<td>M0201L</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>&alpha;-digoxigenin Fab</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Roche</td>
<td>11214667001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tosyl Activated Beads</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Dynal/Invitrogen</td>
<td>142-03</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Magnetic Separator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>Dynal MPC</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>3-aminopropyl-triethoxysilane</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>A3648</td>
<td>Other aminosilanes can be used or mixed with non-amine reactive silanes for sparser surfaces</td>
</tr>
<tr>
<td>Succinimidyl propionate PEG</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Nektar</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Similar PEGs can be purchased from Nanocs, CreativePEGWorks, etc.</td>
</tr>
<tr>
<td>Biotin-PEG-NHS</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Nektar</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Similar PEGs can be purchased from Nanocs, CreativePEGWorks, etc.</td>
</tr>
<tr>
<td>Double-sided tape</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Grace BioLabs</td>
<td>SA-S-1L</td>
<td>100 &mu;m thickness</td>
</tr>
<tr>
<td>Quartz slide</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Technical Glass</td>
<td>20 mm (W)x 50 mm (L)x 1mm (H)</td>
<td>Size to fit on coverslips. Drill holes with diamond-tip drill bits (DiamondBurs.net)</td>
</tr>
<tr>
<td>Polyethylene tubing</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Becton Dickinson</td>
<td>427416</td>
<td>0.76 mm ID, 1.22 OD 
Other size tubing can be substituted.</td>
</tr>
<tr>
<td>Streptavidin</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>S4762</td>
<td>Make 1 mg/mL solution, 25 &mu;L aliquots in PBS pH 7.3</td>
</tr>
<tr>
<td>Deoxyribonucleotide triphosphate solution mix</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>New England Biolabs</td>
<td>N0447</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Inverted Optical Microscope with 10X Objective</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Olympus</td>
<td>Olympus IX-51</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Permament rare-earth magnet</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>National Imports</td>
<td>www.rare-earth-magnets.com</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>CCD Camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>QImaging</td>
<td>Rolera-XR Fast 139</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Syringe Pump</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Harvard Apparatus</td>
<td>11 Plus</td>
<td>Operate in refill mode to facilitate solution changes</td>
</tr>
<tr>
<td>Fiber Illuminator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Thorlabs Inc.</td>
<td>OSL1</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

direct observation of enzymes replicating dna using a single-molecule dna stretching assay

We beschrijven een methode voor de waarneming real-time replicatie van individuele DNA-moleculen gemedieerd door eiwitten van de bacteriofaag replicatie systeem. Gelineariseerd λ DNA is gemodificeerd om een ​​biotine aan het uiteinde van een streng, en een digoxigenine groep aan de andere kant van dezelfde streng zijn. De gebiotinyleerde einde is bevestigd aan een gefunctionaliseerd glazen dekglaasje en het digoxigeninated einde aan een kleine kraal. De montage van deze DNA-kraal aanbinden op het oppervlak van een flow cel kan een laminaire stroming te worden toegepast op een sleepkracht op de korrel uit te oefenen. Als gevolg daarvan is de DNA dicht uitgerekt tot en parallel aan het oppervlak van de dekglaasje op een kracht die wordt bepaald door het debiet (figuur 1). De lengte van het DNA wordt gemeten door het toezicht op de positie van de kraal. Lengte verschillen tussen enkel-en dubbelstrengs DNA worden gebruikt om real-time informatie te verkrijgen over de activiteit van de replicatie eiwitten op de vork. Het meten van de positie van de hiel zorgt voor een precieze bepaling van de tarieven en processivities van DNA rust te komen en polymerisatie (figuur 2).

Watch this Scientific Journal Video about Direct Observation of Enzymes Replicating DNA Using a Single-molecule DNA Stretching Assay at JoVE.com

Direct Observation of Enzymes Replicating DNA Using a Single-molecule DNA Stretching Assay

We beschrijven een methode voor de waarneming real-time replicatie van individuele DNA-moleculen gemedieerd door eiwitten van de bacteriofaag replicatie systeem.

Directe observatie van Enzymen repliceren DNA met behulp van een Single-molecule DNA Stretching Assay

We describe a method for observing real time replication of individual DNA molecules mediated by proteins of the bacteriophage replication system. ...

Research

JoVE Journal

Biology

Visualizing Single-molecule DNA Replication with Fluorescence Microscopy

Visualiseren van Single-molecule DNA-replicatie met fluorescentiemicroscopie

We describe a simple fluorescence microscopy-based real-time method for observing DNA replication at the single-molecule level. A circular, forked DNA ...

DNA Stable-Isotope Probing (DNA-SIP)

DNA Stable-Isotope Probing DNA-SIP

DNA-Stabiele Isotopen sondering (DNA-SIP)

DNA stable-isotope probing (DNA-SIP) is a powerful technique for identifying active microorganisms that assimilate particular carbon substrates and ...

Primer-Free Aptamer Selection Using A Random DNA Library

Primer-Free aptameer Selection behulp van een random DNA-bibliotheek

Aptamers are highly structured oligonucleotides (DNA or RNA) that can bind to targets with affinities comparable to antibodies 1. They are identified ...

Generation of RNA/DNA Hybrids in Genomic DNA by Transformation using RNA-containing Oligonucleotides

Genereren van RNA / DNA-Hybriden in Genomic DNA door omzetting door middel RNA-bevattende Oligonucleotiden

Synthetic short nucleic acid polymers, oligonucleotides (oligos), are the most functional and widespread tools of molecular biology. Oligos can be ...

Preparation of DNA-crosslinked Polyacrylamide Hydrogels

Bereiding van DNA verknoopt polyacrylamide hydrogels

Mechanobiology is an emerging scientific area that addresses the critical role of physical cues in directing cell morphology and function. For example, ...

Combining Single-molecule Manipulation and Imaging for the Study of Protein-DNA Interactions

De combinatie van Single-molecule Manipulatie en Imaging voor de Studie van eiwit-DNA interacties

The paper describes the combination of optical tweezers and single molecule fluorescence detection for the study of protein-DNA interaction. The method ...

Real-time Imaging of Single Engineered RNA Transcripts in Living Cells Using Ratiometric Bimolecular Beacons

Real-time beeldvorming van Single Engineered RNA-transcripten in levende cellen door gebruik Ratiometrische Bimoleculaire Beacons

The growing realization that both the temporal and spatial regulation of gene expression can have important consequences on cell function has led to the ...

Studying DNA Looping by Single-Molecule FRET

Het bestuderen van DNA Looping door Single-Molecule FRET

Bending of double-stranded DNA (dsDNA) is associated with many important biological processes such as DNA-protein recognition and DNA packaging into ...

Reduced-gravity Environment Hardware Demonstrations of a Prototype Miniaturized Flow Cytometer and Companion Microfluidic Mixing Technology

Verlaagde zwaartekracht Milieu Hardware Demonstraties van een Prototype Geminiaturiseerde doorstroomcytometer en Companion Microfluïdische Mixing Technology

Until recently, astronaut blood samples were collected in-flight, transported to earth on the Space Shuttle, and analyzed in terrestrial laboratories. If ...

A Proteoliposome-Based Efflux Assay to Determine Single-molecule Properties of Cl- Channels and Transporters

A Proteoliposome-Based Efflux Assay to Determine Single-molecule Properties of Cl- Channels and Transporters

Een proteoliposome-Based Efflux Assay om Enkelmolecuul Eigenschappen van Cl Bepaal<sup&gt; -</sup&gt; Kanalen en Transporters

The last 15 years have been characterized by an explosion in the ability to overexpress and purify membrane proteins from prokaryotic organisms as well as ...