پرکاربردترین سویه‌های E.coli در کلونینگ ژن و بیان پروتئین

مقدمه

در مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی، انتخاب سویه مناسب E.coli نقش کلیدی در موفقیت کلونینگ ژن و بیان پروتئین نوترکیب دارد. سویه‌های مختلف E.coli بسته به هدف آزمایش (تکثیر پلاسمید یا بیان پروتئین) ویژگی‌های متفاوتی دارند. در این مقاله، پرکاربردترین سویه‌های E.coli در کلونینگ ژن و بیان پروتئین را به‌صورت دسته‌بندی‌شده بررسی می‌کنیم.

سویه‌های تکثیری (Cloning Strains)

سویه‌های تکثیری برای نگهداری و تکثیر پایدار پلاسمید طراحی شده‌اند و معمولاً برای بیان قوی پروتئین استفاده نمی‌شوند.

ویژگی‌های سویه‌های تکثیری

• پایداری بالای پلاسمید
• سرعت تکثیر بالا
• عدم وجود سیستم بیان قوی پروتئین
• وجود پروتئازهای تجزیه‌کننده پروتئین خارجی
• مناسب برای کلونینگ، ذخیره و استخراج DNA

DH5α

DH5α پرکاربردترین سویه E.coli در کلونینگ ژن است.

ویژگی‌ها:

• بازده بالای ترنسفورماسیون
• جهش recA⁻ → جلوگیری از نوترکیبی ناخواسته
• جهش endA⁻ → افزایش کیفیت پلاسمید استخراج‌شده
• مناسب برای اکثر وکتورهای کلونینگ

TOP10

نسخه بهینه‌شده‌ای از DH5α

ویژگی‌ها:

• پایداری بیشتر پلاسمید
• ترنسفورماسیون بهتر
• مناسب برای کلونینگ عمومی و نگهداری سازه‌های ژنی

JM109

سویه‌ای بهینه برای غربالگری کلونی‌ها

ویژگی‌ها:

• بسیار مناسب برای تمایز کلونی آبی/سفید (Blue/White Screening)
• سیستم lacZ کارامد
• گزینه‌ای مناسب برای کلونینگ کلاسیک

سویه‌های بیانی (Expression Strains)

سویه‌های بیانی برای تولید پروتئین نوترکیب طراحی شده‌اند و فاقد برخی پروتئازهای مخرب هستند.

BL21

محبوب‌ترین سویه برای بیان پروتئین

ویژگی‌ها:

• میزان بیان پروتئین بالا
• سازگار با اکثر وکتورهای تجاری (به‌ویژه T7)
• فاقد پروتئازهای Lon و OmpT
• کاهش تخریب پروتئین نوترکیب
• انتخاب اول در بسیاری ازپروژه های بیان ژن

Origami

سویه‌ای خاص برای پروتئین‌های دارای پیوند دی‌سولفیدی

ویژگی‌ها:

• محیط سیتوپلاسم اکسیدکننده
• تشکیل بهتر پیوندهای دی‌سولفید
• مناسب برای پروتئین‌های دارای تعداد محدود پیوند دی‌سولفیدی
• بیان پروتئین‌های پیچیده‌تر نسبت به BL21

Rosetta

بهترین گزینه برای بیان پروتئین‌های یوکاریوتی و ویروسی

ویژگی‌ها:

• دارای tRNA مکمل برای کدون‌های نادر
• مناسب برای ژن‌های یوکاریوتی با فراوانی بالای کدون نادر
• افزایش راندمان ترجمه
• کاهش توقف ریبوزومی

مقایسه سریع سویه‌ها

جمع‌بندی

انتخاب صحیح سویه E.coli تأثیر مستقیمی بر موفقیت کلونینگ ژن و بیان پروتئین دارد.

• برای کلونینگ و نگهداری پلاسمید → DH5α، TOP10، JM109
• برای بیان پروتئین ساده → BL21
• برای پروتئین‌های دارای پیوند دی‌سولفیدی → Origami
• برای ژن‌های یوکاریوتی و ویروسی → Rosetta