亞克隆
已經獲得的目的DNA條帶進行重新克隆,其目的在于對目的DNA進行進一步分析,或者進行重組改造等。
亞克隆的基本過程包括:
(1)目的DNA條帶和載體的制備;(2)目的DNA條帶和載體的連接;(3)連接產物的轉化;(4)重組子篩選。
目的DNA條帶和載體的制備
選擇適宜的限制性核酸內切酶,消化已知目的DNA和載體,獲得線性DNA,用于重組。根據目的DNA和載體的具體情況,選擇一種或者兩種適當的限制酶切割,分別產生對稱性粘性末端(用一種限制性內切酶進行消化而產生帶有互補突出端)、不對稱粘性末端(用兩種不同的限制性內切酶進行消化而產生帶有非互補突出端)、平端。在亞克隆時,*不對稱相容末端連接,次選對稱性粘性相容性末端連接,由于平末端連接效率較低,通常很少采用。但有時目的片段的末端與載體不匹配 ,一般先將不匹配末端補平,然后再以平末端連接。
利用T4 DNA連接酶進行目的DNA條帶和載體的體外連接
外源DNA條帶末端性質 | 連接要求 | 連接結果 |
不對稱粘性末端 | 兩種限制酶消化后,需純化載體以提高連接效率 | 載體與外源DNA連接處的限制酶切位點??杀A簦环侵亟M克隆的背景較低;外源DNA可以定向插入到載體中。 |
對稱性粘性末端 | 線形載體DNA常需磷酸酶脫磷處理 | 載體與外源DNA連接處的限制酶切位點??杀A?;重組質粒會帶有外源DNA的串聯拷貝;外源DNA會以兩個方向插入到載體中。 |
平端 | 要求高濃度的DNA和連接酶 | 載體與外源DNA連接處的限制酶切位點消失;重組質粒會帶有外源DNA的串聯拷貝;非重組克隆的背景較高 。 |
連接產物的轉化
⑴ 取100μl貯存于-70℃鈣化菌,冰浴化開;
⑵ 加入適量連接產物(一般不超過10μl,輕輕混勻,冰浴20min;
⑶ 于42℃熱休克90s,迅速轉移至冰浴中,繼續(xù)冰浴2-3min;
⑷ 加入LB液體培養(yǎng)基200μl,于37℃緩搖孵育45min;
⑸ 將培養(yǎng)物適量涂于1.5%瓊脂LB平板(根據質粒性質添加抗生素或/和X-Gal/IPTG),待膠表面沒有液體流動時,37℃溫箱倒置培養(yǎng)12-16hr。
重組子的篩選
根據載體的遺傳特征篩選重組子,如α-互補、抗生素基因等。現在使用的許多載體都帶有一個大腸桿菌的DNA的短區(qū)段,其中有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的調控序列和前146個氨基酸的編碼信息。在這個編碼區(qū)中插入了一個多克隆位點(MCS),它并不破壞讀框,但可使少數幾個氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影響功能,這種載體適用于可編碼β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主細胞。因此,宿主和質粒編碼的片段雖都沒有酶活性,但它們同時存在時,可形成具有酶學活性的蛋白質。這樣,lacZ基因在缺少近操縱基因區(qū)段的宿主細胞與帶有完整近操縱基因區(qū)段的質粒之間實現了互補,稱為α-互補。由α-互補而產生的LacZ 細菌在誘導劑IPTG的作用下,在生色底物X-Gal存在時產生藍色菌落,因而易于識別。然而,當外源DNA插入到質粒的多克隆位點后,幾乎不可避免地導致無α-互補能力的氨基端片段,使得帶有重組質粒的細菌形成白色菌落。這種重組子的篩選,又稱為藍白斑篩選。如用藍白斑篩選則經連接產物轉化的鈣化菌平板37℃溫箱倒置培養(yǎng)12-16hr后,有重組質粒的細菌形成白色菌落。