表达载体的构建方法及步骤
基因治疗中的表达载体构建与优化方法
基因治疗中的表达载体构建与优化方法基因治疗是一种新兴的治疗方法，通过将修饰过的基因导入患者体内，以实现对疾病基因的修复或替代。
在基因治疗中，表达载体的构建和优化是关键的一步，它决定了基因在患者体内的表达效率和稳定性。
本文将介绍基因治疗中常用的表达载体构建与优化方法。
表达载体是将目标基因导入细胞内进行表达的工具。
常见的表达载体主要包括质粒和病毒载体。
质粒是一种双链DNA分子，它可以自主复制和表达携带的基因。
病毒载体是一种利用病毒基因表达机制的表达工具，常见的病毒载体有腺病毒、逆转录病毒和腱病毒等。
表达载体的选择应根据具体的治疗目标、基因大小和细胞类型等因素进行考虑。
表达载体的构建是基因治疗中的关键一步。
首先，需要将目标基因克隆到合适的表达载体中。
这可以通过PCR扩增目标基因，然后利用限制性内切酶进行酶切，并将目标基因与表达载体连接。
常用的连接方法有限制性内切酶切和连接、PCR聚合、Ligase连接等。
连接完成后，需要进行质粒或病毒载体的复制，以获得足够多的表达载体。
表达载体的优化是为了提高基因在患者体内的表达效率和稳定性。
优化的方法有很多种，下面将介绍几种常见的方法。
首先，可以通过调整启动子和增强子的选择来提高基因表达效率。
启动子是调控基因转录的序列，它的选择可以影响基因的表达水平。
常用的启动子有CMV启动子、EF1α启动子和PGK启动子等。
增强子可以增加基因的表达水平，常用的增强子有CMV增强子、SV40增强子和EF1α增强子等。
通过合理选择启动子和增强子的组合，可以提高基因在细胞内的表达水平。
其次，可以通过改变表达载体的拓扑结构来提高基因表达效率。
常用的方法有线性化质粒和环形质粒之间的选择。
线性化质粒在导入细胞内后，可更容易与细胞内的转录因子结合，从而促进基因的表达。
环形质粒则具有更好的稳定性，在不进一步构建的情况下，可以长期保持在细胞内。
此外，还可以通过引入信号序列来优化基因的靶向表达。
信号序列是一段具有特定功能的氨基酸序列，能够促使基因产物在细胞中的定位和分泌。
瞬时表达载体构建方法
瞬时表达载体构建方法
构建瞬时表达载体的方法主要包括以下几个步骤：
1. 选择合适的表达载体，一般选择能够在目标细胞中高效表达
的载体，如常用的包括pCDNA3.1、pcDNA3.1、pEGFP等。
2. 插入目标基因，将要表达的外源基因插入到表达载体的多克
隆位点或者启动子和标签的下游，通常使用限制性内切酶切割和连
接的方法将目标基因插入载体中。
3. 转染目标细胞，将构建好的瞬时表达载体转染到目标细胞中，常用的转染方法包括化学法、电穿孔法、病毒载体介导转染等。
4. 诱导表达，根据需要，可以通过加入适当的诱导剂（如化学
诱导剂、温度等）来诱导载体中的外源基因表达。
5. 蛋白质表达分析，通过蛋白质免疫印迹、荧光染色、荧光显
微镜观察等方法来分析外源基因在目标细胞中的表达情况。
总的来说，构建瞬时表达载体的方法是一个多步骤的过程，需
要仔细设计实验方案，并根据具体的实验要求选择合适的表达载体和转染方法，以确保外源基因在目标细胞中的瞬时高效表达。
这些方法在分子生物学和细胞生物学研究中具有重要的应用价值。
目的基因重组表达载体的构建及在原核上的表达实验报告
目的基因重组表达载体的构建及在原核上的表达实验报告目的基因重组表达载体的构建及在原核上的表达实验报告引言•介绍目的基因重组表达载体的意义和作用•阐述本实验的研究目的和重要性材料和方法1.实验所需材料清单2.载体构建方法的详细步骤3.基因重组方法的详细步骤4.原核表达实验的操作细节5.实验数据的收集和处理方法结果与讨论载体构建•描述目的基因的克隆过程和结果•分析目的基因在载体中的定位和正确性基因重组•阐述基因重组的具体过程和结果•讨论基因重组是否成功，并进行分析和验证原核表达实验•详细描述原核表达实验的步骤和操作细节•提供实验数据的结果和分析•讨论目的基因在原核中的表达情况并与预期进行比较结论•总结实验的目的、方法和结果•分析实验结果的意义和影响•提出未来进一步研究的建议致谢•感谢实验室的支持和帮助•感谢实验过程中的合作伙伴的贡献•感谢本研究所使用的仪器和设备的供应商参考文献•引用实验中使用到的相关文献和资料注意：以上内容仅供参考，具体报告的内容可以根据实验设计和实验数据进行调整和补充。
目的基因重组表达载体的构建及在原核上的表达实验报告引言•采用目的基因重组表达载体的方法可以将特定基因导入到细胞中，并在表达载体的指导下进行高效表达，从而实现研究目的。
•本实验旨在构建一种能够在原核中高效表达目的基因的表达载体，并在原核表达系统中进行实验验证。
材料和方法1.实验所需材料清单：•目的基因序列•原核表达载体•适当的限制酶•购买的DNA分析和纯化试剂盒等2.载体构建方法的详细步骤：•参考文献方法进行载体构建•分别提取目的基因和载体的DNA•利用限制酶切将目的基因插入载体中•进行连接酶切和连接反应•进行DNA纯化和质检3.基因重组方法的详细步骤：•将重组产物转化到感受态细胞中•进行细胞筛选和鉴定•提取目的基因重组载体并进行测序验证4.原核表达实验的操作细节：•利用适当的方法将目的基因重组载体导入感受态细胞中•在适当培养基中培养并加入相关诱导剂•收集样本并进行目的基因的表达检测5.实验数据的收集和处理方法：•记录实验过程中的观察结果•进行数据统计和分析•制作图表和图示以展示实验结果结果与讨论载体构建•成功构建出目的基因重组载体，经测序验证其准确性和完整性。
基因表达载体的构建操作流程
基因表达载体的构建操作流程一、了解基因表达载体。
基因表达载体就像是一个小货车，它要把我们感兴趣的基因（就好比是货物）运到细胞这个大工厂里，然后让基因在里面表达出我们想要的东西。
这个载体得有一些特定的部件。
比如说启动子，这就像是货车的发动机，启动整个表达过程。
还有终止子呢，就像是刹车，告诉基因什么时候停止表达。
另外，标记基因也很重要，它就像是货车上的独特标志，方便我们在细胞里找到这个载体是不是成功进去工作了。
二、获取目的基因。
那我们怎么得到想要的目的基因呢？这里有好多办法。
有一种是从基因文库里面找，基因文库就像是一个超级大的基因超市，里面各种各样的基因都有。
我们可以像在超市里找东西一样，用一些特殊的方法把我们要的基因挑出来。
还有一种方法是通过反转录法，如果我们知道这个基因表达出来的RNA长啥样，就能通过反转录把它变成DNA，也就是我们要的目的基因啦。
另外，化学合成法也能用，不过这个比较适合那些比较小的基因片段哦。
三、构建基因表达载体。
当我们有了目的基因，就要开始构建载体啦。
这就像是给我们的货物装到货车上的过程。
我们要把目的基因和载体用同一种限制性核酸内切酶来处理，这种酶就像是一把特殊的剪刀，它能在特定的位置把基因和载体都剪开，而且剪出来的口子是可以互相配对的。
然后呢，再用DNA连接酶把目的基因和载体连接起来，这个酶就像是胶水，把它们粘得牢牢的。
这样，我们的基因表达载体就初步构建好啦。
四、导入受体细胞。
构建好的载体得送到受体细胞里去才能发挥作用。
根据受体细胞的不同，导入的方法也不一样呢。
如果是细菌这样的细胞，我们可以用转化的方法，就像是偷偷地把东西送进去一样。
要是植物细胞的话，农杆菌转化法就比较常用啦，农杆菌就像是一个小邮差，把我们的载体送到植物细胞里面。
动物细胞的话，显微注射法是一种选择，就像是用一个超级小的注射器把载体注射到细胞里。
五、检测与鉴定。
载体送进去了，我们得看看它有没有成功呀。
首先就是检测目的基因是不是真的到了受体细胞里面。
基因表达载体的构建方法
基因表达载体的构建方法
基因表达载体是一种用来传递外源基因并在宿主细胞中表达的工具。
构建基因
表达载体是基因工程研究中的重要一环，下面将介绍基因表达载体的构建方法。
首先，选择合适的载体。
常见的基因表达载体包括质粒、病毒等。
在选择载体时，需要考虑载体的大小、稳定性、复制能力、宿主范围等因素，确保选择的载体能够满足所需的表达要求。
其次，准备外源基因。
外源基因可以通过PCR扩增、化学合成等方法获取。
在获取外源基因时，需要考虑基因的大小、序列的一致性、是否含有启动子、终止子等重要元件。
接下来，进行连接。
将外源基因与载体进行连接，通常采用限制性内切酶切割
和连接酶的作用，将外源基因与载体进行粘连连接，形成重组载体。
然后，进行转化。
将构建好的基因表达载体导入宿主细胞中，通常采用化学法、电穿孔法、病毒载体法等方法进行转化，确保外源基因能够成功地表达。
最后，筛选和鉴定。
通过抗生素筛选、酶切鉴定、测序等方法对构建好的基因
表达载体进行筛选和鉴定，确保所构建的基因表达载体能够稳定、高效地表达外源基因。
在构建基因表达载体的过程中，需要注意实验操作的严谨性和规范性，确保实
验结果的准确性和可重复性。
同时，还需要根据具体的研究需求和实验条件，选择合适的构建方法和实验方案，以确保构建的基因表达载体能够满足所需的表达要求。
总的来说，构建基因表达载体是基因工程研究中的重要一环，通过选择合适的
载体、准备外源基因、进行连接、转化、筛选和鉴定等步骤，可以构建出稳定、高效地表达外源基因的基因表达载体，为基因工程研究和应用提供重要的工具和平台。
表达质粒的构建方法
表达质粒的构建⽅法1. 表达载体的构建⽅法及步骤2.3. ⼀、载体的选择及如何阅读质粒图谱4. ⽬前，载体主要有病毒和⾮病毒两⼤类,其中质粒DNA 是⼀种新的⾮病毒转基因载体。
5. ⼀个合格质粒的组成要素：6. （1）复制起始位点 Ori 即控制复制起始的位点。
原核⽣物 DNA 分⼦中只有⼀个复制起始点。
⽽7. 真核⽣物 DNA 分⼦有多个复制起始位点。
8. （2）抗⽣素抗性基因可以便于加以检测，如 Amp+ ,Kan+9. （3）多克隆位点 MCS 克隆携带外源基因⽚段10. （4） P/E 启动⼦/增强⼦11. （5）Terms 终⽌信号12. （6）加 poly（A）信号可以起到稳定 mRNA 作⽤13. 选择载体主要依据构建的⽬的，同时要考虑载体中应有合适的限制酶切位点。
如果构建的⽬14. 的是要表达⼀个特定的基因，则要选择合适的表达载体。
15. 载体选择主要考虑下述3点：16. 【1】构建DNA 重组体的⽬的，克隆扩增/基因表达，选择合适的克隆载体/表达载体。
17. 【2】.载体的类型：18. （1）克隆载体的克隆能⼒－据克隆⽚段⼤⼩（⼤选⼤，⼩选⼩）。
如<10kb 选质粒。
19. （2）表达载体据受体细胞类型－原核/真核/穿梭，E.coli/哺乳类细胞表达载体。
20. （3）对原核表达载体应该注意：选择合适的启动⼦及相应的受体菌，⽤于表达真核蛋⽩质时注意克服4个困难和阅读框错位；表达天然蛋⽩质或融合蛋⽩作为相应载体的参考。
21. 【3】载体 MCS 中的酶切位点数与组成⽅向因载体不同⽽异，适应⽬的基因与载体易于链接，不能产⽣阅读框架错位。
22. 综上所述，选⽤质粒（最常⽤）做载体的5点要求：23. （1）选分⼦量⼩的质粒，即⼩载体（1－1.5kb）→不易损坏，在细菌⾥⾯拷贝数也多（也有⼤载24. 体）；25. （2）⼀般使⽤松弛型质粒在细菌⾥扩增不受约束，⼀般10个以上的拷贝，⽽严谨型质粒<10个。
构建表达载体的一般流程
构建表达载体的一般流程
构建表达载体的一般流程如下：
1. 选择合适的载体：根据需要表达的基因或蛋白质，选择一个合适的表达载体。
常用的载体有质粒、病毒、合成RNA等。
2. 插入目标基因：将需要表达的基因插入到载体的多克隆位点中。
可以通过PCR 扩增目标基因并使用限制性内切酶切割载体和基因，然后进行连接。
3. 连接启动子和终止子：为确保基因在宿主细胞中能够正常表达，需要在基因的上游添加启动子和在基因的下游添加终止子。
这些序列将调控基因的表达方式和水平。
4. 检验构建质量：通过限制性内切酶切割、PCR扩增或测序等方法，验证所构建的载体和目标基因的正确性和完整性。
5. 转化宿主细胞：将构建好的表达载体导入到宿主细胞中。
常用的转化方法有电穿孔、热激冲击和化学转化等。
6. 筛选和鉴定：通过特定的筛选方法或选择标记，在转化的宿主细胞中筛选和鉴定表达目标基因的阳性克隆。
7. 表达优化：根据需要，可以通过调节培养条件、添加诱导剂或使用特定的宿主菌株等方法，优化目标基因的表达水平和质量。
8. 收获表达产物：经过一段时间的培养后，收获表达的基因产物，如蛋白质，进行后续的纯化、鉴定和应用等。
需要注意的是，具体的构建流程和方法可能会因实验的目的和要求而有所不同。
在实施过程中，需要对不同步骤和条件进行优化和调整，以确保表达载体的构建和表达目标基因的成功。
蛋白表达 载体构建
蛋白表达载体构建
蛋白表达是指通过转基因技术将感兴趣的蛋白基因导入到宿主细胞中，并使其在细胞中高效地表达出来。
载体构建是实现蛋白表达的关键步骤之一。
载体是指在转基因技术中承载外源基因并将其导入宿主细胞中的一种DNA分子。
常见的载体有质粒和病毒等。
载体构建主要包括以下几个步骤：
1. 选择合适的载体：根据蛋白表达的要求选择合适的载体，常用的质粒载体有pET、pGEX、pcDNA等，常用的病毒载体有腺病毒、逆转录病毒等。
2. 提取载体：从细菌或其他适当的宿主中提取合适的载体，通常通过菌落PCR 或限制性内切酶切割等方法获得目的载体。
3. 构建目的载体：将目的基因插入到载体的适当位点上，并将其连接起来。
此步骤可以通过PCR扩增得到目的基因片段，再经过连接酶作用与载体连接。
4. 归一化载体：经过构建后的载体需要通过测序和限制性内切酶切割等方法验证其正确性，确保目的基因已经成功插入到载体中。
5. 转化宿主细胞：将构建好的载体导入到宿主细胞中，可以通过化学方法、电穿孔、电转化等手段完成。
6. 选择和筛选：经过转化后的宿主细胞进行培养和筛选，通常使用抗性标记和报告基因等方法来筛选带有目的基因载体的细胞。
7. 表达和纯化：经过筛选后的细胞进行大规模培养，使目的基因在细胞中高效表达。
随后可以通过蛋白纯化的方法获得目的蛋白。
总的来说，载体构建是实现蛋白表达的重要步骤，通过合适的载体选择、目的基因插入和转化宿主细胞等步骤，能够实现外源基因的高效表达。
构建表达载体的实验流程及其注意事项
质粒纯化：
1、PEG纯化
缺点：摇菌液几百毫升，耗时长，步骤繁多 优点：质粒纯度高（不含线状DNA）
浓度大
2、过柱法：
缺点：柱子吸附能力有限，浓度低，纯度差（甚至有RNA） 优点：省时省力
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质粒的电泳
Marker是酶切片段； 质粒是环形的，还会形成超螺旋结构。
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质粒验证
1、酶切验证
一般将质粒切成2-3个片段，片段大小是否相符？ 如：连接后酶切的载体片段、目标片段大小与连接前相同？
三、人工化学合成
最后的选择。公司会将合成片段连入克隆载体。需测序验证。
12
汇报内容
1 表达载体的分类 2 目的基因的获得 3 酶切 4 片段回收 5 连接 6 质粒的检测
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基因工程所用的酶
限制性内切酶 从商品目录上得到有关信息
EcoR I
Pst I
GAATTC CTTAAG
CTGCAG GACGTC
验证每步产物，设置对照以检查每一反 应的效率，都是可取的良策。而要对上述问题应对自 如，又必须透彻理解每一步实验流程所涉 及的实验原理。
——第一版前言（p11）
《分子克隆实验指南》 第二版 ，1996，科学出版社
2
汇报内容
1 表达载体的分类 2 目的基因的获得 3 酶切 4 片段回收 5 连接 6 质粒的检测
质粒提取：碱裂解法
收获细菌：含有质粒的DH5α、TOP10等 LB可富集2-3次，Teriffic可2次。
溶液Ⅰ： Tris-HCl, EDTA, 葡萄糖 溶液Ⅱ： NaOH, SDS
冰上3-5min，时间过长会： 质粒断裂；羟基化影响酶切
溶液Ⅲ：乙酸钾，冰乙酸 迅速颠倒3次混匀后，置于冰上
表达载体构建
表达载体构建1. 背景介绍表达载体是在分子生物学领域中广泛使用的工具，用于将目标基因导入宿主细胞中并使其表达。
构建高效的表达载体对于基因功能研究和基因工程应用具有重要意义。
本文将介绍表达载体的构建方法及其在基因表达中的应用。
2. 表达载体的构建方法构建表达载体的一般步骤包括选择合适的载体骨架、选择适当的启动子和终止子、插入目标基因序列以及进行转染或转化等操作。
下面将详细介绍表达载体的构建方法。
2.1 选择合适的载体骨架常用的载体骨架包括质粒和病毒载体。
质粒是可以在细菌中复制的DNA分子，通常由起始位点、选择标记和多个限制酶切位点组成。
病毒载体包括腺病毒、慢病毒等，具有高效转染特性。
选择适合自己研究的载体骨架是表达载体构建的第一步。
2.2 选择适当的启动子和终止子启动子是基因表达的起始信号，终止子是基因表达的终止信号。
启动子的选择应根据目标基因的表达需求和宿主细胞的特性进行。
常用的启动子包括强启动子（如CMV启动子）、组织特异性启动子等。
终止子则可以选择常规的转录终止信号。
2.3 插入目标基因序列选择合适的酶切位点，在载体DNA上进行限制性内切酶切割，并将目标基因序列与载体连接。
连接的方法可以是经典的限制性酶切连接、PCR扩增连接、Ligase连接等。
连接完成后，应进行酶切鉴定和测序验证，确保目标基因序列插入准确。
2.4 进行转染或转化将构建好的表达载体导入宿主细胞中，实现基因表达。
转染方法包括化学转染、电穿孔转染、病毒介导转染等，转化方法包括细菌的电转化、植物的农杆菌介导转化等。
3. 表达载体的应用表达载体广泛应用于基因功能研究和基因工程应用，具有重要的实验意义和应用前景。
3.1 基因功能研究通过表达载体，可以实现外源基因的高效表达，进而研究基因的功能、调控机制等。
比如可以通过表达载体将目标基因在细胞中过度表达或进行基因敲除等，来研究该基因在细胞或生物体中的功能。
3.2 基因治疗表达载体在基因治疗中具有重要的应用价值。
基因表达载体的构建步骤
基因表达载体的构建步骤
基因表达载体的构建步骤：
①目的基因获取首先需从cDNA文库基因组DNA中PCR扩增出所需片段或通过化学合成方法得到纯净的目的基因；
②载体骨架选择根据后续实验需求如原核表达真核细胞表达植物动物体内表达等挑选合适质粒作为载体骨架；
③双酶切处理使用限制性内切酶对载体DNA进行特异性切割产生与目的基因相同的粘性末端或平末端便于连接；
④凝胶电泳检测将酶切产物加入琼脂糖凝胶中通过电泳分离出预期大小片段并用EB染色紫外灯照射观察；
⑤回收纯化利用商业化试剂盒或自制酚氯仿异丙醇沉淀法回收去除杂蛋白小分子RNA等杂质获得高纯度DNA；
⑥DNA连接取等摩尔浓度的目的基因与载体在T4DNA连接酶缓冲液中孵育过夜使两者以磷酸二酯键相连；
⑦大肠杆菌转化将连接产物热击转入感受态细胞中涂布含相应抗生素的选择平板37度培养箱过夜长出克隆；
⑧阳性克隆筛选挑取单菌落PCR鉴定插入片段大小测序比对确认无误后扩大培养提取质粒保存备用；
⑨启动子匹配根据目的基因表达调控需要从启动子文库中选出与宿主细胞相容性好诱导性强的启动子片段；
⑩多顺反子构建有时为了实现联合表达还需将多个基因串联起来形成多顺反子结构其间用IRES元件连接；
⑪终止子添加在多顺反子3'端加上终止子序列帮助RNA聚合酶识别转录终止位点防止下游基因串扰；
⑫安全评估构建好完整表达载体后还需对其遗传稳定性毒性免疫原性进行评估确保对人体环境友好无害。
shrna表达载体构建原则
shrna表达载体构建原则概述shrna（short hairpin RNA）是一种具有干扰RNA（RNAi）功能的小分子RNA，通过与靶标mRNA相结合，诱导靶标基因的沉默。
构建有效的shrna表达载体是进行RNAi实验的关键一步。
本文将从选择shrna靶序列、设计shrna引物和构建shrna表达载体等方面介绍shrna表达载体构建的原则和方法。
选择shrna靶序列选择合适的靶序列是构建shrna表达载体的第一步。
靶序列应具有高度特异性，只对目标基因进行干扰，而不影响其他基因的表达。
为了确保选择的靶序列具有高特异性，可以借助多种在线数据库和软件工具，如NCBI、Ensembl和RNAi设计工具等。
此外，还需考虑靶序列的长度、GC含量和可靶序列的二级结构等因素，以提高shrna的稳定性和特异性。
设计shrna引物shrna引物是用于合成shrna的DNA序列，由sense链和antisense链组成。
shrna引物的设计应遵循一定的原则。
首先，引物的长度通常为19-21个碱基，不宜过长或过短。
其次，引物两端应含有适当的限制性内切酶切位点，以方便将其插入表达载体中。
此外，引物两端还应包含一定长度的串联环序列，以形成shrna的特殊结构。
最后，为了提高shrna的稳定性和特异性，引物的GC 含量应在40%-60%之间。
构建shrna表达载体构建shrna表达载体主要包括插入shrna引物、验证插入序列和筛选正向克隆等步骤。
首先，将设计好的shrna引物插入到适当的表达载体中，常用的载体有pLKO.1和pGIPZ等。
插入shrna引物后，通过限制性内切酶切和测序等方法验证插入序列的正确性。
最后，通过转染、筛选和扩增等步骤，得到正向克隆用于进一步的RNAi 实验。
总结构建shrna表达载体是进行RNAi实验的关键一步。
在选择shrna 靶序列时，应考虑靶序列的特异性和稳定性。
在设计shrna引物时，应注意引物的长度、限制性内切酶切位点和GC含量。
基因工程-基因表达载体构建(2)
（4）、检测目的基因是否进入受体细胞可以用 DNA分子杂交 方法，用 DNA与RNA杂交 方法检测目的基因是否转录，用 免疫（ 抗原抗体反应 ）法检测目的基因是否表达。另外也 让虫子啃食棉叶，观察虫子的存活状态。 可进行个体水平检测。如 4、基因拼接成功的原因 DNA都是双螺旋结构，基本组成单位都是脱 ；
（3）将目的基因导入受体细胞：基因工程中常用的受体细胞 有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞 受精卵 等。动物常把 细胞作为受体细胞。导入植物细胞的 方法有 等；农杆菌转化 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 染色体DNA 法可以将目的基因导入细胞并把其整合到受体细胞的 显微注射法 上，导入动物细胞的方法有 ；如果运载体是质 CaCl2 处理，以增大细菌 细胞壁 粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用 的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的 基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制， 由于 细菌繁殖的速度非常 ，在很短的时间内就能够获 快 得大量的目的基因。
途径 方法
供体细胞中的DNA 中直接分离基因 鸟枪法
供体细胞中的DNA ↓限制酶 许多DNA片段 ↓载入 运载体 ↓导入 受体细胞 ↓ 外源DNA扩增, 产生特定性状 ↓分离 目的基因
人工合成基因（真核细胞） 反转录法
目的基因mRNA ↓反转录 单链DNA ↓合成 双链DNA(即目的基因)
根据已知氨基酸 序列合成DNA
氧核苷酸且遵循碱基互不配对原则
转基因表达成功的原因是生物 共用一套遗传密码 。 基因工程的意义： 。 目的性强；克服远源杂交不亲和的障碍。
实例：利用大肠杆菌生产人的胰岛素简要过程：
胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺 中提取，1000Kg胰腺只能提取40-50g的胰岛素，其产量之低和价格之高可 想而知。能否用大肠杆菌生产人的胰岛素？如果能，如何实现？
大肠杆菌表达载体,构建方法及其应用
大肠杆菌表达载体,构建方法及其应用大肠杆菌（Escherichia coli）是一种常见的肠道细菌，也是常用的表达宿主。
利用大肠杆菌表达载体，可以将目标基因导入大肠杆菌中进行表达，从而产生大量目标蛋白。
本文将介绍大肠杆菌表达载体的构建方法及其应用。
一、大肠杆菌表达载体的构建方法1. 选择适合的表达载体：常见的大肠杆菌表达载体包括pET系列、pBAD系列和pGEX系列等。
选择适合的表达载体主要考虑载体的复制起源、选择标记、表达调控元件和蛋白纯化标记等因素。
2. 克隆目标基因：将目标基因通过PCR扩增得到目标基因片段，然后利用限制性内切酶切割载体和目标基因片段，将目标基因片段插入载体中。
3. 进行质粒转化：将构建好的重组质粒导入大肠杆菌中。
可以通过化学法、电穿孔法或热冲击法等方法将质粒导入大肠杆菌中。
4. 筛选与鉴定：经过转化后，利用选择性培养基筛选出含有目标基因的重组大肠杆菌。
通过PCR、限制性酶切和测序等方法对重组菌株进行鉴定，确认目标基因已经成功插入载体。
二、大肠杆菌表达载体的应用1. 蛋白表达：利用大肠杆菌表达载体，可以将目标基因导入大肠杆菌中进行表达，从而大量产生目标蛋白。
这对于研究蛋白的结构、功能及其在生物学过程中的作用具有重要意义。
2. 蛋白纯化：大肠杆菌表达载体常含有蛋白纯化标记，如His标签、GST标签等。
通过这些标记，可以方便地对目标蛋白进行纯化和检测，为后续研究提供了便利。
3. 蛋白互作研究：大肠杆菌表达载体可以用于蛋白互作研究。
通过将目标蛋白与其他蛋白共同表达，可以研究它们之间的相互作用关系，揭示生物学过程中的分子机制。
4. 疫苗研究：大肠杆菌表达载体可以用于疫苗研究。
将目标抗原基因导入大肠杆菌中进行表达，可以获得大量的抗原蛋白，从而用于疫苗的开发和研究。
5. 酶工程：大肠杆菌表达载体可以用于酶工程研究。
通过将目标酶基因导入大肠杆菌中表达，可以进行酶的产量优化、酶的工艺改造等研究，提高酶的生产效率和稳定性。
实验十五、、表达载体的构建
在实验过程中，我们对实验条件进行了优化，提高了实验 的效率和成功率，为今后的实验提供了有益的参考。
研究展望
拓展应用领域
未来可以将该表达载体应用于更多的基因治疗和基因功能研究领域， 为相关领域的发展提供有力支持。
改进表达载体
针对本次实验中存在的不足，可以对表达载体进行进一步的优化和 改进，提高其转染效率和稳定性，以适应更多不同类型细胞的需求。
控机制，为基因治疗和基因功能研究提供更加坚实的基础。
03
拓展应用范围
在未来的研究中，可以尝试将该表达载体应用于动物模型和临床试验中，
以验证其在不同生物体内的应用效果和安全性。
THANKS
感谢您的观看
表达载体通常由质粒或病毒DNA改造而来，它们能够将外源基因带入宿主细胞，并 在其中进行复制和表达。
通过构建不同的表达载体，科学家们可以实现基因的异源表达、高表达和定向进化 等目的，为生物制药、农业和工业生产等领域提供有力支持。
02
表达载体的基础知
识
表达载体的定义
表达载体是用于在宿主细胞中复制和 表达外源基因的运载体，它能够将目 的基因导入细胞并使其稳定遗传。
实验十五：表达载体 的构建
目录
CONTENTS
• 引言 • 表达载体的基础知识 • 实验材料与方法 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01
引言
实验目的
了解表达载体在基因工程中的应 用。
学会设计并构建基因表达载体。
掌握表达载体构建的基本原理。
01
03 02
实验背景
表达载体构建是基因工程中的关键技术之一，它涉及到将目的基因插入到载体DNA 中，以便在宿主细胞中进行表达。
表达载体是基因工程中的重要工具， 它能够将外源基因在宿主细胞中进行 有效表达，产生所需的蛋白质或代谢 产物。
表达载体的构建方法及步骤
表达载体的构建方法及步骤一、载体的选择及如何阅读质粒图谱目前，载体主要有病毒和非病毒两大类,其中质粒 DNA 是一种新的非病毒转基因载体。
一个合格质粒的组成要素：（1）复制起始位点 Ori 即控制复制起始的位点。
原核生物 DNA 分子中只有一个复制起始点。
而真核生物 DNA 分子有多个复制起始位点。
（2）抗生素抗性基因可以便于加以检测，如 Amp+ ,Kan+（3）多克隆位点 MCS 克隆携带外源基因片段（4） P/E 启动子/增强子（5）Terms 终止信号（6）加 poly（A）信号可以起到稳定 mRNA 作用选择载体主要依据构建的目的，同时要考虑载体中应有合适的限制酶切位点。
如果构建的目的是要表达一个特定的基因，则要选择合适的表达载体。
载体选择主要考虑下述3点：【1】构建 DNA 重组体的目的，克隆扩增/基因表达，选择合适的克隆载体/表达载体。
【2】.载体的类型：（1）克隆载体的克隆能力－据克隆片段大小（大选大，小选小）。
如<10kb 选质粒。
（2）表达载体据受体细胞类型－原核/真核/穿梭，E.coli/哺乳类细胞表达载体。
（3）对原核表达载体应该注意：选择合适的启动子及相应的受体菌，用于表达真核蛋白质时注意克服4个困难和阅读框错位；表达天然蛋白质或融合蛋白作为相应载体的参考。
【3】载体 MCS 中的酶切位点数与组成方向因载体不同而异，适应目的基因与载体易于链接，不能产生阅读框架错位。
综上所述，选用质粒（最常用）做载体的5点要求：（1）选分子量小的质粒，即小载体（1－1.5kb）→不易损坏，在细菌里面拷贝数也多（也有大载体）；（2）一般使用松弛型质粒在细菌里扩增不受约束，一般 10个以上的拷贝，而严谨型质粒<10个。
（3）必需具备一个以上的酶切位点，有选择的余地；（4）必需有易检测的标记，多是抗生素的抗性基因，不特指多位 Ampr（试一试）。
（5）满足自己的实验需求，是否需要包装病毒，是否需要加入荧光标记，是否需要加入标签蛋白，是否需要真核抗性（如Puro、G418）等等。
基因过表达载体构建基本步骤
基因过表达载体构建基本步骤基因过表达载体构建就像是一场奇妙的基因魔法构建之旅。
咱先得找到合适的基因这个“魔法小精灵”。
这基因就像藏在基因森林里的独特宝藏，要从无数的基因树叶（DNA片段）里把它挑出来可不容易，得用各种工具像是超级放大镜（特定的基因检测技术）一样仔细搜寻。
一旦找到了这个宝贝基因，就像抓住了一只调皮的小生物，得把它放到一个合适的小房子（载体）里。
这个载体呢，就像是基因的豪华专车，可以带着基因到处跑。
然后就是对这个载体进行改装啦。
这就好比给专车安装各种炫酷的装备，比如说启动子这些特殊的零件。
启动子就像是专车的超级引擎，能让基因这个乘客在细胞这个大公路上跑得飞快。
接着要把基因连接到载体上，这可不像简单地系个安全带把乘客绑在座位上那么轻松。
得用特殊的胶水（连接酶），小心翼翼地把基因粘到载体这个专车上，要是不小心粘歪了，那就像是把车轮安到车顶上，整个专车就跑不动啦。
在这个过程中，还有像质检员一样的检测环节。
要看看这个基因有没有好好地坐在载体专车上，有没有中途掉下去之类的。
这检测就像是给专车做个全身检查，每个小螺丝（碱基对）都不能放过。
之后就是把构建好的带有基因的载体送到细胞这个大城堡里。
这就像是把带着特殊使命的专车送进一个神秘的王国。
细胞城堡里有各种各样的小居民（其他生物分子），载体专车要在里面找到合适的路线，把基因送到该去的地方。
有时候这个过程中会遇到一些小怪兽（各种干扰因素），比如说细胞里的防御机制可能会把载体专车当成外来入侵的怪物。
这时候就得想办法伪装一下专车，让它能够顺利通行。
当基因成功到达目的地后，就像是魔法小精灵在城堡里开始施展它的魔法啦。
它会大量地表达，就像小精灵开始疯狂地复制自己，然后释放出各种神奇的效果。
整个基因过表达载体构建的过程充满了挑战和惊喜，就像一场刺激的冒险游戏，每一步都需要小心翼翼又充满创意，最后要是成功了，那感觉就像是在基因的魔法世界里创造了一个新的小奇迹。
构建基因表达载体的步骤
构建基因表达载体的步骤基因表达载体是用来将外源基因转录和翻译为蛋白质的重要工具。
构建一个高效的基因表达载体是基因工程的重要一步。
下面将介绍构建基因表达载体的步骤。
第一步：选择合适的表达载体在构建基因表达载体之前，需要选择适合自己研究对象的表达载体。
一般来说，常用的表达载体有质粒、病毒载体和细胞质表达系统等。
对于不同的表达载体，其表达效率和表达特点也有所不同，需要根据自己的实验需要进行选择。
第二步：选择合适的启动子和信号序列在表达载体中，启动子和信号序列是控制基因表达的关键元素。
启动子是转录起始位点上游的DNA序列，可以控制基因的转录水平；信号序列则可以控制基因的翻译和定位。
因此，在构建基因表达载体之前，需要选择适合自己实验需要的启动子和信号序列。
第三步：克隆外源基因在构建基因表达载体时，需要将外源基因克隆到载体中。
一般来说，可以使用PCR扩增方法或限制性内切酶切割方法将外源基因克隆到载体中。
此外，还需要选择合适的克隆位点，以便快速筛选出正确的克隆子。
第四步：构建表达载体在将外源基因克隆到载体中后，需要构建表达载体。
具体操作包括将启动子和信号序列插入到载体中，以实现对基因表达的控制。
此外，还需要进行质粒线性化和酶切等操作，以实现转染或转化细胞。
第五步：筛选表达载体在构建表达载体后，需要进行筛选，以确定正确的表达载体。
此时可以通过限制性内切酶酶切、PCR扩增和测序等方法进行筛选，以确保表达载体的正确性。
第六步：转染或转化细胞在确定正确的表达载体后，需要将其转染或转化到细胞中。
转染方法包括热激转染、电穿孔转染和基因炮转染等；转化方法则包括化学转化和电转化等。
根据自己的实验需要选择合适的转染或转化方法。
第七步：检测基因表达在转染或转化细胞后，需要检测外源基因的表达情况。
检测方法包括Western blotting、RT-PCR和荧光显微镜等。
根据自己的实验需要选择合适的检测方法。
总结构建基因表达载体是基因工程研究的重要一步。
载体构建的基本步骤
载体构建
一、原理
依赖于限制性核酸内切酶，DNA连接酶和其他修饰酶的作用，分别对目的基因和载体DNA进行适当切割和修饰后，将二者连接在一起，再导入宿主细胞，实现目的基因在宿主细胞内的正确表达。
二、操作步骤
5、载体与目的基因连接
如果电泳检测酶切成功的话，则仔细将所需的片段切割下来，将胶体回收（依照胶回收试剂盒说明书操作）；之后将回收的片段和载体连接。
置于温箱，12-16℃，保温8-16h
6、转化（连接产物转化到感受态细胞中）
依照转化具体操作步骤做感受态，将上述连接产物进行转化实验，涂板培养，37℃，
12-16h。
7、单克隆检测
（1）挑单克隆
先将AMP从冰箱中取出，待融化后，在3ml装有LB液体培养基的试管中加入3μL的
AMP，用枪头混匀；取1.5mlEP管5支（依情况可以多挑几管），给每支管中加500μL上述培养液，然后用接种。
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表达载体的构建方法及步骤
一、载体的选择及如何阅读质粒图谱
目前，载体主要有病毒和非病毒两大类,其中质粒 DNA 是一种新的非病毒转基因载体。
一个合格质粒的组成要素：
（1）复制起始位点 Ori 即控制复制起始的位点。
原核生物 DNA 分子中只有一个复制起始点。
而
真核生物 DNA 分子有多个复制起始位点。
（2）抗生素抗性基因可以便于加以检测，如 Amp+ ,Kan+
（3）多克隆位点 MCS 克隆携带外源基因片段
（4） P/E 启动子/增强子
（5）Terms 终止信号
（6）加 poly（A）信号可以起到稳定 mRNA 作用
选择载体主要依据构建的目的，同时要考虑载体中应有合适的限制酶切位点。
如果构建的目
的是要表达一个特定的基因，则要选择合适的表达载体。
载体选择主要考虑下述3点：
【1】构建 DNA 重组体的目的，克隆扩增/基因表达，选择合适的克隆载体/表达载体。
【2】.载体的类型：
（1）克隆载体的克隆能力－据克隆片段大小（大选大，小选小）。
如<10kb 选质粒。
（2）表达载体据受体细胞类型－原核/真核/穿梭，哺乳类细胞表达载体。
（3）对原核表达载体应该注意：选择合适的启动子及相应的受体菌，用于表达真核蛋白质时注意克服4个困难和阅读框错位；表达天然蛋白质或融合蛋白作为
相应载体的参考。
【3】载体 MCS 中的酶切位点数与组成方向因载体不同而异，适应目的基因与载体易于链接，不能产生阅读框架错位。
综上所述，选用质粒（最常用）做载体的5点要求：
（1）选分子量小的质粒，即小载体（1－）→不易损坏，在细菌里面拷贝数也多（也有大载
体）；
（2）一般使用松弛型质粒在细菌里扩增不受约束，一般 10个以上的拷贝，而严谨型质粒<10个。
（3）必需具备一个以上的酶切位点，有选择的余地；
（4）必需有易检测的标记，多是抗生素的抗性基因，不特指多位 Ampr（试一试）。
（5）满足自己的实验需求，是否需要包装病毒，是否需要加入荧光标记，是否需要加入标签蛋白，是否需要真核抗性（如Puro、G418）等等。
无论选用哪种载体，首先都要获得载体分子，然后采用适当的限制酶将载体 DNA 进行切割，获得线性载体分子，以便于与目的基因片段进行连接。
如何阅读质粒图谱
第一步：首先看 Ori 的位置，了解质粒的类型（原核/真核/穿梭质粒）
第二步：再看筛选标记，如抗性，决定使用什么筛选标记。
（1）Ampr 水解β－内酰胺环，解除氨苄的毒性。
（2）tetr 可以阻止四环素进入细胞。
（3）camr 生成氯霉素羟乙酰基衍生物，使之失去毒性。
（4）neor（kanr）氨基糖苷磷酸转移酶使 G418（长那霉素衍生物）失活
（5）hygr 使潮霉素β失活。
第三步：看多克隆位点（MCS）。
它具有多个限制酶的单一切点。
便于外源基因的插入。
如果在这些酶切位点以外有外源基因的插入，会导致某种标志基因的失活，而便于筛选。
决定能不能放目的基因以及如何放置目的基因。
第四步：再看外源 DNA 插入片段大小。
质粒一般只能容纳小于10Kb 的外源 DNA
片段。
一般来说，外源 DNA 片段越长，越难插入，越不稳定，转化效率越低。
第五步：是否含有表达系统元件，即启动子－核糖体结合位点－克隆位点－转录终止信号。
这是用来区别克隆载体与表达载体。
克隆载体中加入一些与表达调控有关的元件即成为表达载体。
选用那种载体，还是要以实验目的为准绳。
第六步：启动子－核糖体结合位点－克隆位点－转录终止信号
（1）启动子－促进 DNA 转录的 DNA 序列，这个 DNA 区域常在基因或操纵子编码序列的上游，是 DNA 分子上可以与 RNApol 特异性结合并使之开始转录的部位，但启动子本身不被转录。
（2）增强子/沉默子－为真核基因组（包括真核病毒基因组）中的一种具有增强邻近基因转录过程的调控顺序。
其作用与增强子所在的位置或方向无关。
即在所调控基因上游或下游均可发挥作用。
/沉默子－负增强子，负调控序列。
（3）核糖体结合位点/起始密码/SD 序列（Rbs/AGU/SDs）：mRNA 有核糖体的两个结合位点，对于原核而言是 AUG（起始密码）和 SD 序列。
（4）转录终止序列（终止子）/翻译终止密码子：结构基因的最后一个外显子中有一个 AATAAA的保守序列，此位点 down－stream 有一段 GT 或 T 富丰区，这2部分共同构成 poly（A）加尾信号。
结构基因的最后一个外显子中有一个AATAAA 的保守序列，此位点 down－stream 有一段GT 或 T 富丰区，这2部分共同构成 poly（A）加尾信号。
质粒图谱上有的箭头顺时针有的箭头逆时针，那其实是代表两条 DNA 链，即质粒是环状双链DNA，它的启动子等在其中一条链上，而它的抗性基因在另一条链上 .根据表达宿主不同，构建时所选择的载体也会不同。
二、目的基因的获得
一般来说，目的基因的获得有三种途径：
调取基因：根据目的基因的序列，设计引物从含有目的基因的cDNA中通过PCR 的方法调取目的基因，链接到克隆载体挑取单克隆进行测序，以获得想要的基因片段，这种方法相对成本较低，但是调取到的基因往往含有突变，还有不同基因
的表达丰度不同，转录本比较复杂，或是基因片段很长，这些情况都很难调取到目的基因。
全基因合成：根据目的基因的DNA序列，直接设计合成目的基因。
此方法准确性高，相对成本会高一些，个人操作比较困难，需要专业的合成公司完成。
优点是可以合成难调取及人工改造的任何基因序列，同时可以进行密码子优化，提高目的基因在宿主内的表达量。
三、克隆构建
目前，克隆构建的方法多种多样，除了应用广泛的酶切链接以外，现在还有很多不依赖酶切位点的克隆构建方式。
下面具体说一下双酶切方法构建载体的步骤。
实验材料
实验试剂
试剂名称生产厂家
载体Transheep
大肠杆菌菌株DH5αTiangen
限制性内切酶Fermentas
T4连接酶Fermentas
质粒DNA小,大量抽提试剂盒Axygen
凝胶回收试剂盒Axygen
琼脂糖Biowest
DNA ladder Fermentas
（2）X基因慢病毒载体的构建
X基因基因由Transheep全基因合成，构建于载体PUC57中。
PUC57-X基因 EcoRI/BamHI酶切结果：
酶切完成后进行胶回收
2. 载体用双酶切，酶切体系如下。
20ul酶切体系 37度3小时
4ul 载体（500 ng/ul）
1ul BamHI
1ul EcoRI
2ul 10×buffer
12 ul H2O
酶切完成后胶回收（见附录）
处理好的目的片段与载体连接反应体系：
6ul PCR 酶切回收片段（约50ng/ul）
1ul 酶切好的载体（约50ng/ul）
2ul ligase buffer
1ul T4ligase
10ul H2O
以上连接液在16℃过夜。
转化 (感受态细胞: DH5a),具体步骤见附录转化部分。
抗性: Amp; 37℃，培养过夜
转化后X基因分别平板挑菌, 37℃ 250转/分钟摇菌14小时，PCR鉴定后，将阳性菌液送上海权阳生物技术有限公司测序。
X基因慢病毒载体单克隆菌落PCR鉴定（使用载体通用引物,PCR条带大小应比实际大200bp左右）：
For personal use only in study and research; not for commercial use.
Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden. Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerci ales.
толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.
以下无正文
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