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暗码子优化、mRNA布局优化及基因抒发优化

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择要:暗码子优化是基因抒发优化的关头步骤之一。此中触及mRNA二级布局、罕见暗码子、核糖体连系位点等关头身分。简略说,基因可否顺遂抒发卵白与罕见暗码子含量、mRNA布局是不是障碍翻译有很大干系。德泰开辟的生物信息学软件MaxCodonTM颠末近千个名目理论的优化,能够或许几近完美地优化这些关头身分,为卵白抒发供给坚固根本。基因抒发优化还包含载体,抒发体系特同性,抒发前提优化。

罕见暗码子在线阐发东西

暗码子优化

暗码子优化触及的优化点能够或许从基因分解、载体构建、基因转录、mRNA翻译、翻译后润色等进程中提取,方针只要一个,便是便于相干进程的高效告竣。以下是局部优化内容:

南京德泰生物基因分解 基因分解

均衡GC含量
正反向反复序列
二级布局

南京德泰生物载体构建 抒发载体构建

方针基因高低文
酶切位点

基因转录进程 基因转录

均衡GC含量 均衡CpG岛
SD序列 Kozak序列
TATA框 Chi位点
停止旌旗灯号 隐藏剪切位点

mRNA翻译进程 mRNA翻译及折叠

暗码子偏好性
GC含量 polyA位点旌旗灯号
mRNA二级布局
mRNA自在能
核糖体绑定位点

特定功效的Motif

很多motif在基因抒发进程中承当着主要的脚色,跟着研讨的不时展开,功效性motif也在不时被发明,咱们会将其不时地增添到南京德泰生物的暗码子优化东西中。举例以下:

  • TATA框:是组成真核生物的启动子元件之一,位于转录肇端点下游-30bp处,它能够或许保障转录的准确定位。
  • SD序列: 作为原核抒发的核糖体绑定位点,是翻译必不可少的旌旗灯号。
  • Kozak 序列:真核生物中合适 Kozak 法则的基因,其转录及翻译效力较好。
  • Chi 序列:在原核生物中能够或许增添天然重组的概率,能够会影响野生重组卵白的抒发。
  • 隐藏剪切位点:真核生物中存在大批的隐藏剪切位点(cryptic splice sites),一旦被激活,会形成 mRNA 的剪接偏离咱们的预期。

细心研讨转录、翻译的进程,并不时浏览根本材料及最新研讨停顿,不时汇集相干的 motif 形式,咱们南京德泰生物在不时完美暗码子优化算法。在载体设想上,咱们要全盘问虑。固然,局部 motif 已固化到了贸易载体上了。

反复序列

反复序列过量,会增添基因分解的难度。反向互补序列也对 mRNA 二级布局有主要影响。德泰生物生物信息东西板块的基因反复序列计较器东西能够或许对序列停止阐发,找出序列中反复序列的地位并计较获得反复序列的退火温度。

GC 含量

绝对 AT 配对须要 2 个氢键,GC 配对是 3 个氢键,GC 含量间接影响着 PCR 退火温度。在启动子等激进地区 GC 含量绝对较高。GC 含量也影响着 mRNA 热力学不变性及 mRNA 二级布局。

gc-content
该GC含量计较成果图由德泰生物GC含量计较东西计较并供给。

mRNA 二级布局

mRNA 二级布局是影响翻译进程的主要身分,庞杂不变的二级布局会障碍翻译进程的顺遂停止,出格是核糖体绑定位点(RBS)四周的二级布局。mRNA 的二级布局展望是一个庞杂的进程,须要斟酌碱基配对、自在能等多种身分,南京德泰生物的暗码子优化体系能够或许疾速有用辨认发卡(Hairpin)布局区并停止有用躲避。

mrna-secondary-structure

暗码子偏好性

差别物种的种属之间,对同义暗码子的利用频次是差别的。在外源基因的同义暗码子利用频次与抒发宿主相婚配的环境下,外源基因的抒发程度会明显进步。经常使用暗码子顺应指数(Codon Adaption Index)来表现。

codon_bias
德泰生物生物信息东西板块供给暗码子顺应指数计较东西,输出序列并挑选宿主细胞及遗传暗码子表,便可计较获得该序列在宿主细胞的暗码子顺应指数CAI。

限定性酶切位点

限定性酶切位点须要按照现实环境停止解除,以避免与须要用到的酶切位点发生抵触,影响重组基因的操纵。

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