T7 expression system
T7 અભિવ્યક્તિ પ્રણાલીનો ઉપયોગ માઇક્રોબાયોલોજીના ક્ષેત્રમાં ઇ. કોલીની જાતોનો ઉપયોગ કરીને રિકોમ્બિનન્ટ ડીએનએને ક્લોન કરવા માટે થાય છે. ઇ. કોલીમાં રિકોમ્બિનન્ટ પ્રોટીનને વ્યક્ત કરવા માટેની તે સૌથી લોકપ્રિય પદ્ધતિ છે. 2021 સુધીમાં, 220,000 થી વધુ સંશોધન પ્રકાશનોમાં આ પ્રણાલીનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું. વિકાસ T7 બેક્ટેરિયોફેજના જીનોમનું અનુક્રમણિકા અને ટિપ્પણી 1980ના દાયકામાં યુ. એસ. ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જીની બ્રુકહેવન નેશનલ લેબોરેટરીમાં વરિષ્ઠ બાયોફિઝિસ્ટ એફ. વિલિયમ સ્ટુડિયર હેઠળ કરવામાં આવી હતી. ટૂંક સમયમાં, પ્રયોગશાળા T7 RNA પોલિમરેઝનું ક્લોન બનાવવામાં અને શક્તિશાળી T7 પ્રમોટર સાથે તેનો ઉપયોગ લગભગ કોઈપણ જનીનની પુષ્કળ માત્રામાં લખવા માટે કરી શકી. T7 અભિવ્યક્તિ પ્રણાલીના વિકાસને બ્રુકહેવન નેશનલ લેબોરેટરીમાં વિકસિત સૌથી સફળ બાયોટેકનોલોજી માનવામાં આવે છે, જેને 900 થી વધુ કંપનીઓ દ્વારા લાઇસન્સ આપવામાં આવ્યું છે, જેણે પ્રયોગશાળા માટે $55 મિલિયનથી વધુની કમાણી કરી છે. એક અભિવ્યક્તિ વેક્ટર, સૌથી સામાન્ય રીતે પી. ઈ. ટી. અભિવ્યક્તિ વેક્ટર, બે આવશ્યક ઘટકોને એકીકૃત કરવા માટે એન્જિનિયર્ડ કરવામાં આવે છેઃ એક ટી 7 પ્રમોટર અને પ્રમોટરની નીચેની તરફ અને તેના નિયંત્રણ હેઠળ રસ ધરાવતું જનીન. અભિવ્યક્તિ વેક્ટર ઇ. કોલીની ઘણી સુસંગત જાતોમાંથી એકમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જે મોટેભાગે બીએલ21 (ડીઇ3) હોય છે. ઇ. કોલી કોષનું પોતાનું રંગસૂત્ર પણ હોય છે, જેમાં એક જનીન હોય છે જે ટી7 આરએનએ પોલિમરેઝ ઉત્પન્ન કરવા માટે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. (આ પોલિમરેઝ T7 ફેજમાંથી ઉદ્દભવે છે, એક બેક્ટેરિયોફેજ વાયરસ જે ઇ. કોલી બેક્ટેરિયાના કોષોને ચેપ લગાડે છે અને તેના ડીએનએને યજમાન ડીએનએમાં એકીકૃત કરવામાં સક્ષમ છે, તેમજ તેની વધુ નકલો ઉત્પન્ન કરવા માટે તેની સેલ્યુલર મશીનરીને ઓવરરાઇડ કરે છે.) T7 RNA પોલિમરેઝ રૂપાંતરિત વેક્ટરના T7 પ્રમોટર પર ટ્રાન્સક્રિપ્શન શરૂ કરવા માટે જવાબદાર છે. T7 જનીન પોતે એક લાખ પ્રવર્તકના નિયંત્રણ હેઠળ છે. સામાન્ય રીતે, લેક પ્રમોટર અને T7 પ્રમોટર બંનેને ઇ. કોલી કોષમાં લેક રિપ્રેસર દ્વારા દબાવવામાં આવે છે. ટ્રાન્સક્રિપ્શન શરૂ કરવા માટે, ઇન્ડ્યુસરે લેક રિપ્રેસર સાથે જોડાવું જોઈએ અને તેને T7 જનીનની જનીન અભિવ્યક્તિને અટકાવવાથી અટકાવવું જોઈએ. એકવાર આવું થઈ જાય પછી, જનીનને સામાન્ય રીતે T7 RNA પોલિમરેઝ ઉત્પન્ન કરવા માટે અનુલેખન કરી શકાય છે. T7 RNA પોલિમરેઝ, બદલામાં, એક્સપ્રેશન વેક્ટર પર T7 પ્રમોટર સાથે જોડાઈ શકે છે અને તેના રસના ડાઉનસ્ટ્રીમ જનીનનું અનુલેખન શરૂ કરી શકે છે. આ પ્રક્રિયાને ઉત્તેજીત કરવા માટે, સિસ્ટમમાં પ્રેરક આઇ. પી. ટી. જી. ઉમેરી શકાય છે. આઇ. પી. ટી. જી. એ એક રીએજન્ટ છે જે એલોલેક્ટોઝની રચનાની નકલ કરે છે, અને તેથી તે લાક રિપ્રેસર સાથે જોડાઈ શકે છે અને તેને જનીન અભિવ્યક્તિને અવરોધિત કરતા અટકાવી શકે છે. એકવાર પૂરતું IPTG ઉમેરાઈ જાય પછી, T7 જનીન સામાન્ય રીતે અનુલેખન કરવામાં આવે છે અને તેથી T7 પ્રવર્તકના રસના જનીનનું અનુલેખન પણ શરૂ થાય છે. ટી7 પ્રમોટરના નિયંત્રણ હેઠળ રિકોમ્બિનન્ટ પ્રોટીનની અભિવ્યક્તિ ઇ. કોલી આરએનએ પોલિમરેઝના નિયંત્રણ હેઠળ પ્રોટીન અભિવ્યક્તિ કરતાં 8 ગણી ઝડપી હોય છે. કોષમાં T7 RNA પોલિમરેઝની અભિવ્યક્તિનું મૂળભૂત સ્તર પણ બેક્ટેરિયોફેજ T7 લિસોઝાઇમ દ્વારા અવરોધિત થાય છે, જેના પરિણામે લિસોઝાઇમિક પ્રવૃત્તિ સંતૃપ્ત થાય ત્યાં સુધી T7 RNA પોલિમરેઝના સંચયમાં વિલંબ થાય છે. કોવિડ-19 રોગચાળા દરમિયાન, વાયરસના ફેલાવાનો સામનો કરવા માટે મોડર્ના અને ફાઇઝર દ્વારા mRNA રસીઓ વિકસાવવામાં આવી છે. મોડર્ના અને ફાઇઝર બંનેએ રસીના ઉત્પાદન માટે જરૂરી mRNAની મોટી માત્રા પેદા કરવા માટે T7 એક્સપ્રેશન સિસ્ટમ પર આધાર રાખ્યો છે. સંદર્ભો માઇક્રોબાયોલોજી ક્લોનિંગ