Gerichte mutagenese
Gerichte mutagenese (Engels: site-directed mutagenesis) is een techniek in de moleculaire biologie waarmee specifieke veranderingen in een DNA-sequentie kunnen worden aangebracht, meestal in vitro (bijvoorbeeld in een plasmide). In tegenstelling tot willekeurige mutagenese maakt deze methode het mogelijk om doelgericht één of enkele nucleotiden te wijzigen, te verwijderen of toe te voegen. Hierdoor kan de structuur van een eiwit of ander genproduct gecontroleerd worden aangepast, bijvoorbeeld door een aminozuur te vervangen.[1] De techniek wordt met name toegepast in de genetica en biochemie.
Gerichte mutagenese is in zijn moderne vorm hoofdzakelijk een PCR-gebaseerde methode. De basis van de techniek ligt in het gebruik van primers (synthetische oligonucleotiden) die de gewenste mutatie bevatten. Deze primers zijn complementair aan het doel-DNA, met uitzondering van de te wijzigen positie. Via PCR wordt een DNA-product gevormd met de ingebouwde mutatie.[2] Het resulterende DNA kan vervolgens worden ingebracht in een gastheerorganisme, zoals E. coli, voor expressie en verdere analyse. In de loop der jaren zijn verschillende varianten van de techniek ontwikkeld, die verschillen in efficiëntie en technische complexiteit.
Toepassingen
Gerichte mutagenese is een vrij simpele en gangbare methode in biomoleculair onderzoek. Het doel is meestal om de functie van eiwitten te bestuderen, bijvoorbeeld door bepaalde aminozuren in actieve centra, bindingsplaatsen of regulatoire domeinen te vervangen en vervolgens te kijken hoe de activiteit of het interactievermogen van het aangepaste eiwit verandert in een levende cel.[3] Daarnaast wordt de techniek gebruikt in de biotechnologie, onder andere om enzymen te optimaliseren voor industriële processen,[4] of om ziekteveroorzakende mutaties te modelleren.
Zie ook
Bronnen
- ↑ (en) Karp G. (2009). Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments. John Wiley & Sons, p. 72. ISBN 978-0-470-48337-4.
- ↑ (en) Alberts B, Heald R, Johnson A. (2022). Molecular Biology of The Cell, 7th. W.W. Norton & Company, p. 511. ISBN 978-0-393-42708-0.
- ↑ (en) Carrigan PE, Ballar P, Tuzmen S. (2011). Site-Directed Mutagenesis. Methods in Molecular Biology: 107-124 (Humana Press). DOI: 10.1007/978-1-61737-954-3_8.
- ↑ (en) Chowdhury R, Maranas CD. (2020). From directed evolution to computational enzyme engineering—A review. AIChE Journal 66 (3). DOI: 10.1002/aic.16847.