cDNAクローニング
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ほとんど全ての生体反応は、タンパク質により触媒されている。
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生体機能を解明するためには、タンパク質の機能を明らかにする必要がある。
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そのタンパク質の機能は、基本的にタンパク質の一次構造(アミノ酸配列)に依存している。
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タンパク質の一次構造は、mRNAの塩基配列に直接依存している。
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mRNAは、DNAから転写されて出来る。
そこで、遺伝子の構造が明らかになるとタンパク質の機能が解ってくる。
ところが、真核生物の遺伝子は、イントロンとエクソンからなっている。
真核生物の遺伝子DNAを取ってきても、イントロン付きの配列では、正しいタンパク質は作られない。mRNAを取ってくると、正しいタンパク質が作られるが、mRNAは、大変不安定で扱いづらい。
cDNA合成
そこで、まずmRNAを取ってきて、それを鋳型に相補的なDNA(cDNA)を作成する。えられたcDNAを、適当なベクターにのせ、大腸菌に形質転換し、cDNAライブラリーを作成する。
そこから特定のタンパク質をコードするcDNAをクローニングする。
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得られたmRNA(もしくはトータルRNA)に相補的なDNAを合成することが出来る。
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mRNAの3’-末端に存在するポリA配列に相補的なオリゴdTをプライマーにしてリバーストランスクリプターゼ(逆転写酵素)でcDNAを合成できる。(リバーストランスクリプターゼは、本来、レトロウイルスが持っており、レトロウイルスのゲノムRNAを逆転写し、DNAを合成する酵素。)
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逆転写されたcDNAを鋳型にし、ランダムプライマーDNAもしくは特異的なオリゴDNAを用いて逆鎖を合成できる。(二本鎖DNA)
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このようにして作られたcDNAは、遺伝子DNAからイントロンを除去した配列になっているので、適当なプロモータをcDNAの上流に置くと真核細胞のみならず、大腸菌中でもタンパク質を発現させることが出来る。