RACE實驗深度探索:從原理到應(yīng)用的全面解析
來源/作者:普拉特澤-生物醫(yī)學(xué)整體課題外包平臺
RACE實驗深度探索總結(jié)普拉特澤生物技術(shù)為大家總結(jié)分享。本文是關(guān)于RACE實驗的最后一篇介紹,前面我們學(xué)習(xí)了RACE實驗提高擴增特異性和效率的新方法、RACE實驗與基因表達分析、探索RACE實驗在疾病相關(guān)基因研究中的應(yīng)用價值,RACE實驗有哪些發(fā)展趨勢?可以點擊標(biāo)題直接傳送回去學(xué)習(xí)的哦。普拉特澤生物工具檢測平臺承接RACE實驗外包上百例~
早就為大家把實驗過程中要踩的雷、吃的虧幫大家吃完了,現(xiàn)在我們就來看看RACE實驗從原理到應(yīng)用的全面解析RACE,即cDNA末端快速擴增技術(shù)(rapid amplification of cDNA ends),是一種基于逆轉(zhuǎn)錄PCR從樣本中快速擴增cDNA的5′端及3′端的技術(shù)。
該技術(shù)由Frohman等人于1988年發(fā)明,為分子生物學(xué)研究提供了強有力的工具。
以下是對RACE實驗從原理到應(yīng)用的全面解析
前期回顧:
探索RACE實驗在疾病相關(guān)基因研究中的應(yīng)用價值
——RACE技術(shù)的原理
RACE技術(shù)的核心在于利用已知的部分cDNA序列,通過逆轉(zhuǎn)錄和PCR擴增,獲得完整的cDNA的5′和3′端序列。這一過程分為3′RACE和5′RACE兩部分。
?3′RACE?:
實驗樣本通常為總RNA或poly(A)+RNA。
首先根據(jù)mRNA 3′末端天然存在的Poly(A)尾部設(shè)計反轉(zhuǎn)錄引物,逆轉(zhuǎn)錄獲得第一條cDNA鏈。
根據(jù)已知的cDNA序列設(shè)計基因特異性引物(GSP),合成第二條cDNA鏈。
隨后以GSP及正義鏈3′末端引物作為一對引物,對得到的cDNA鏈進行PCR擴增,從而得到cDNA的3′端序列。
?5′RACE?:
同樣以總RNA或poly(A)+RNA為實驗樣本。
根據(jù)已知的cDNA序列設(shè)計GSP,逆轉(zhuǎn)錄獲得第一條cDNA鏈。
同時用末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶(TdT)在cDNA 3′端加Poly(C)尾。
依據(jù)Poly(C)尾設(shè)計特定引物合成第二條cDNA鏈。
隨后以第二條cDNA鏈為模板利用GSP合成雙鏈cDNA。
最后以GSP及反義鏈3′末端引物為一對引物進行PCR擴增,獲得cDNA 5′端序列。
——RACE技術(shù)的類型及特點
隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,RACE技術(shù)也經(jīng)歷了多次改進,形成了多種類型,包括經(jīng)典RACE、Adapter-Ligated RACE、RLM-RACE、Cap-switching RACE和環(huán)形RACE等。
?經(jīng)典RACE?:適用于擴增有poly(A)尾結(jié)構(gòu)的RNA。
?Adapter-Ligated RACE?:利用T4連接酶將接頭與cDNA兩末端連接,使長片段cDNA的克隆在擴增反應(yīng)中占主導(dǎo)。
?RLM-RACE?:針對mRNA斷裂的可能進行了技術(shù)優(yōu)化,通過切除斷裂mRNA 5′端暴露的磷酸基團并連接接頭,實現(xiàn)完整mRNA 5′末端的擴增。
?Cap-switching RACE?:適用于擴增具有5′端帽子結(jié)構(gòu)的RNA,通過逆轉(zhuǎn)錄酶在cDNA 3′端加上胞嘧啶殘基并引入接頭序列,實現(xiàn)5′端序列的擴增。
?環(huán)形RACE?:利用T4連接酶將cDNA的末端連接形成環(huán)化結(jié)構(gòu)或串聯(lián)結(jié)構(gòu),通過設(shè)計特異性引物進行PCR擴增
RACE實驗在生物學(xué)研究中扮演著舉足輕重的角色,其應(yīng)用廣泛且深入。除了之前提到的克隆全長cDNA、構(gòu)建cDNA文庫以及克隆已知片段的旁側(cè)內(nèi)部序列外,RACE實驗還在以下領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用:
?克隆同源基因的同源片段?:
在進化生物學(xué)和比較基因組學(xué)的研究中,RACE實驗?zāi)軌驇椭覀兛寺⊥椿虻耐雌?。通過比較不同物種中同源基因的序列差異,我們可以深入了解基因的進化歷程和功能變化。
?獲得抗體可變區(qū)序列?:
在抗體工程中,RACE實驗是一種重要的技術(shù)手段。通過RACE實驗,我們可以從B細胞中擴增出抗體基因的可變區(qū)序列,進而設(shè)計并優(yōu)化抗體,以滿足特定的診斷和治療需求。
?miRNA靶基因序列驗證?:
miRNAs作為一類重要的調(diào)控分子,在基因表達調(diào)控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。RACE實驗可以用于驗證miRNA的靶基因序列,從而揭示miRNA在基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的具體作用機制。
?基因表達調(diào)控研究?:
RACE實驗還可以用于研究基因表達的調(diào)控機制。通過比較不同條件下基因5′端和3′端序列的變化,我們可以了解啟動子、增強子以及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控元件對基因表達的影響。
——疾病相關(guān)基因的發(fā)現(xiàn)與研究?:
在疾病研究中,RACE實驗有助于我們發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的基因。通過擴增并克隆疾病相關(guān)基因的cDNA全長序列,我們可以進一步探索其在疾病發(fā)生和發(fā)展中的作用機制,為疾病的診斷和治療提供新的思路和方法。
綜上所述,RACE實驗作為一種強大的分子生物學(xué)工具,在生物學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過不斷的技術(shù)改進和創(chuàng)新,RACE實驗將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,推動生物學(xué)研究的深入發(fā)展。
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