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分子克隆實驗的注意事項和經驗分享

時間:2024/1/16閱讀:809
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簡介:

 分子克?。ɑ蚩寺?DNA重組/載體構建)技術是一種在分子水平上操作的技術,用于將特定的DNA片段從供體生物中分離出來,,然后通過體外重組,、轉化和轉導等方法,將其插入到適合的克隆載體中,,并將重組克隆載體引入到合適的寄主體內進行復制與擴增,。可以應用于蛋白表達,、病毒包裝,、基因治療、細胞治療,、mRNA疫苗,、RNA干擾、細胞功能等研究,。


圖片


具體操作流程:

一,、聚合酶鏈式反應(PCR)

DNA聚合酶以單鏈DNA為模板,借助一小段雙鏈DNA來啟動合成,,通過一個或兩個人工合成的寡核苷酸引物與單鏈DNA模板中的一段互補序列結合,,形成部分雙鏈,。在適宜的溫度和環(huán)境下,DNA聚合酶將脫氧單核苷酸加到引物3'-OH末端,,并以此為起始點, 沿模板5'→3'方向延伸,,合成一條新的DNA互補鏈。

(1)PCR反應基本成分:

①模板DNA

基因組DNA上的某個基因或DNA片段,;也可以是mRNA反轉錄產生的cDNA鏈,。
②引物
先由引發(fā)酶(一種特殊的RNA聚合酶)在DNA模板上合成一段RNA鏈,它提供引發(fā)末端被稱為引物,,接著由DNA聚合酶從RNA引物3^端開始合成新鏈,。
③dNTPs
(dATP、dCTP,、dGTP和dTTP) 是PCR反應中靶DNA序列擴增的原料,。在PCR反應中每種脫氧核苷三磷酸的濃度以50-200μmol/L為宜, 不能低于10-15μmol/L。
④DNA聚合酶
該片段具有聚合酶活性和3'→5'外切核酸酶活性, 能識別和消除錯配的引物末端, 以校正復制過程中錯配的核苷酸,。
通過雙鏈DNA的高溫變性 (denaturation),,目的是要使雙鏈DNA解鏈成單鏈。引物與模板的低溫退火 (annealing) ,,作用是使模板DNA單鏈或上一輪的反應產物與引物相結合,。適溫延伸 (extension),引物延伸是DNA聚合酶將脫氧單核苷酸逐一地加到引物3'-OH末端, 依據模板序列合成一條互補新鏈的過程,。這三步反應反復循環(huán),。每一循環(huán)中所合成的新鏈, 又都可作為下一循環(huán)中的模板。
(2)反應體系(50ul體系)
圖片
(3)反應程序:
圖片

二,、線性化載體

在目標載體質粒上選取合適的位點進行單酶切或雙酶切,,對酶切后的載體進行割膠純化。
環(huán)形雙鏈的質粒DNA分子具有三種不同的構型:
①當其兩條多核苷酸鏈均保持著完整的環(huán)形結構時,稱之為共價閉合環(huán)形DNA(cccDNA),這樣的DNA通常呈現超螺旋的SC構型,;
②如果兩條多核苷酸鏈中只有一條保持著完整的環(huán)形結構,另一條鏈出現有一至數個缺口時,稱之為開環(huán)DNA(ocDNA),此即OC構型,;
③若質粒DNA經過適當的核酸內切限制酶切割之后,發(fā)生雙鏈斷裂形成線性分子(IDNA),通稱L構型。
線性化之后的質粒比正常質粒在瓊脂糖凝膠電泳中跑的慢,。


三,、純化PCR、酶切產物并連接

將反應結束的產物進行純化,,純化所選用的方法對污染的風險有極大影響。一般而言,,只要能夠得到可靠的結果,,純化的方法越簡單越好,目前有多種試劑盒可供選擇,;

連接線性化載體和PCR產物,,可根據DNA連接酶試劑盒說明書設置,,對于較大的片段可以選擇4℃連接過夜。


四,、細菌轉化

冰上解凍克隆感受態(tài)細胞(DH5α),;取重組產物,加至感受態(tài)細胞中,,冰上靜置30min,,42℃水浴熱激45s,迅速置于冰上2-3min,;加入600μL LB液體培養(yǎng)基,37℃搖菌1h,。


五、菌落PCR
用滅過菌的 10ul 小槍頭挑取單克隆白斑至滅菌水中,,振蕩混勻,。然后用正常的 PCR 反應程序可。

PCR正常反應結束后用瓊脂糖凝膠電泳進行檢測,,選擇正確條帶的菌液加入對應的培養(yǎng)基,,37℃搖起來。


注意事項

聚合酶鏈式反應
①所有試劑都應該沒有核酸和核酸酶的污染,。操作過程中均應戴手套,。
②PCR 試劑配制應使用最高質量的新鮮雙蒸水。
③試劑或樣品準備過程中都要使用一次性滅菌的塑料瓶和管,,玻璃器皿應洗滌干凈并高壓滅菌,。
④PCR 的樣品應在冰浴上化開,并且要充分混勻,。
質粒轉化
①冰上解凍感受態(tài)細胞:大腸桿菌經過低溫(0度)預處理的低滲cacl2溶液,,造成細胞膨脹,細胞膜通透性發(fā)生改變,,即易與外源DNA相黏附并在細胞表面形成復合物,。
②熱激轉化利用氯化鈣來產生富含鈣離子的環(huán)境,從而抵消質粒DNA和細菌細胞膜之間的靜電排斥,。溫度的急劇提高可以在細菌胞膜表面形成小孔,,質粒DNA就可進入細菌細胞。
菌落PCR
①在做菌落 PCR 的時候,,每次都要做陰性,、陽性對照,陽性對照可以用抽提好的質?;蚧蚪M,,這樣可以確定 PCR 主反應液的配制沒有問題。

②菌落PCR反應程序變性94℃4-5min即可保證外源DNA釋放出來。

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