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第四章基因文库的建立

第四章基因文库的建立
1) λDNA的包装物的制备
使用的大肠杆菌菌株: E.coli BHB2688(N205 recA[λimm434 cItsb2 red Eam Sam/λ])包装蛋白 E.coli BHB2690(N205 recA[λimm434 cItsb2 red Dam Sam/λ])头部蛋白
i. 两菌株分别培养,分别收集和制备,包装前混合---本底低(对λDNA分子大小有严格限制),高效。 ii. 两菌株分别培养,混合收集和制备----操作简单, 本底高,可包装不同大小的λDNA分子。 2) 重组λDNA分子的包装过程 包装制备物(-70℃)于冰上缓慢融化 加入重组 λDNA分子 边融化边混合边包装 离心除去 细胞碎片 λ颗粒于-70℃保存待用
2.0 kb 1.6 kb 1.8 kb
1.6 - 2.0 kb大小区域内的凝胶
块,从此凝胶块中回收DNA片
段,然后与载体进行拼接
鸟枪法操作的改进
凝胶DNA片段回收 技术
冻融法
滤纸法
吸附法 低融点凝胶法 溶解法
鸟枪法克隆目的基因的局限性
工作量较大,需要了解目的基因的 背景知识
不能获得的最小长度的目的基因
B
Ap r
H
Ap r
B
H
利 用 单
H
cos
Ori Ori
cos
Cos S
Hind H S1 S
SalI H
Cos S
COS
Cos S BamH I 大片段 Cos S
S1 Cos H BamH I 小片段 Cos H
质 粒 载 体 文 库
35-45kb DNA 片段 T4 DNA ligase
Cos
3. DNA的连接 4. 重组DAN分子的转化: 原生质体转化法 5. 转化子的保存: 单菌落保存于96孔平板中

基因文库(1)

基因文库(1)
RST, STU
以QRS为探针筛查: OPQ, PQR, QRS, RST, STU
❖ 限制酶分别切割cDNA与载体DNA分子;
❖ 载体与cDNA连接构建重组体DNA分子;
❖ 重组体DNA转化宿主细胞与转化细胞培养;
❖ 平板培养与各个cDNA克隆分定组织细胞在特定
时期的基因表达.
编辑ppt
15
编特定DNA克隆.
• 靶DNA克隆可用DNA探针通过分子杂交方❖ 将某种生物细胞的基因组或染色体DNA的所有限制 酶切片断(或机械剪切片段)随机地连接到基因载体 上,然后转移到适当的宿主细胞中,通过细胞增殖 而构成含各个随机片段的一系列无性繁殖系 (DNA 克隆),当DNA克隆数目足以包括该种生物的全部基 目不够多, 率之间关系可用下列公式表示:
N = ln (1- P)/ln (1-组的比例
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5
❖ 如果E. coli 随机片段的大小为 20 kb, 要求含有各 序列的概率为 0.99, 其基因库的克隆数应为: N = ln(1-0.99)/ln(1- 2×104/4.6×106) = 1100
编辑ppt
9
1 mRNA分离提取及纯化
磁珠分离法
Poly (T)
磁珠
摇晃振荡
mRNA
总RNA
纯化的mRNA
编辑ppt
磁珠 磁铁
tRNA rRNA
10
❖ 通过寡聚T-纤维素的mRNA分离纯化
Poly (T)
寡聚T-纤维素
总RNA 吸附mRNA
洗脱 mRNA
tRNA rRNA
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mRNA
11
2 cDNA合成故cDNA也称表达.• 特定组织细胞在特定发育时期或特定环境条件下的总

基因组文库的构建.ppt

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重 组cDNA的总和,通常是在细菌或酵母中。 这些克隆代表从某个特定物种或器官的所 有mRNA制备得到的cDNA。
cDNA分子克隆(cDNA clone) :将 cDNA片段装在载体上转化细菌,组中分离单拷贝的基因;N
AAAAAAA mRNA
(b)寡聚(dT)引物
第一条 cDNA 的合成
An
An
Tn
(c)发夹引物
第二条 cDNA 的合成
TTTTTTຫໍສະໝຸດ GGGGGGCCCCCC
加接头 1
TTTTTT
GGGGGG
AAAAAA
CCCCCC
(d)同聚物加尾反应 TTTTTT
TTTTTT AAAAAA
连接 DNA 片段和载体
重组载体 DNA 导入 E.coli (体外包装或转化)
基因库的鉴定与段的产生与分离
一.基因组DNA的片段化
1.用限制酶片段化:
用限制酶消化DNA,不经凝胶电泳分部离,直接和载体 连接的克隆方法叫鸟枪法(shot-gan approach)
(2)有的基因表达具有严格的时空性,要获得 其mRNA并非易事。用不同发育阶段,或差A。不能用于基因结构和调节的研 究。一个基因经不同的剪接可产生不同的部 分重叠的cDNA克隆。
高速搅拌:1500转/分×30分 长度8kb的分子群体。
可切 平均
3.双酶消化
单酶消化的产物一般分子较大,选择时要考 虑到载体容量,如噬菌体插入片段不超过 25kb,为此可选用识别4bp的限制酶(切割平 均长度为256bp) ,识别6bp的限制酶切割平 均长度4096 bp.
双酶切产生的DNA片段平均大小不超过1kb, 但如采用双酶部分消化,产物的分子量 可达10~30kb,它们存在着随机序重叠, 用蔗糖梯度离心或凝胶电泳可将这些片 段群体按大小分开,可得到的分子量大 小约为20kb的随机DNA片段群体。

基因组DNA 文库的构建PPT课件

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注1:高纯度大分子量基因组DNA (High molecular weight DNA采用包装蛋白进 行包装并侵染宿主。/共17页
λ噬菌体载体;
• 分离有用的目的基因:
• 分离特点的基因片段; • 分析特点基因结构;
• 研究基因表达调控。 • 保存生物的全部基因:
• 全基因组物理图谱的构建; • 全基因组序列测定。
第5页/共17页基因组DNA的特点• 代表性• 中所有克隆所携带的 DNA 片段重新体DNA片段
第12页/共17页
② 载 体 的 制 备
④③
HMW DNA
真核基因组DNA (约3×109bp)

Sau3 A做局部消化
冲 电
被限制酶切开的DNA片段

分的
琼脂糖凝胶电泳
级提
S
S 纯化约20kb片段
分取

第13页/共17页
cos L B S
S B R cos T4连接酶
约20kbDN片段 体外包装


限制性内切酶Sau3A、BamHⅠ;


琼脂糖凝胶(或蔗糖);

T4连接酶;
注1:Sau3A与BamHⅠ,是一对同尾酶。 注2:同尾酶是指切割不同的DNA片段但产生相同的粘性末端的一类限制性内切酶。
第11页/共17页
BamH Ⅰ位点
cos L
R cos
载体DNA
弃去中间片段
cos L B B R 插入片段的大小和基因组
DNA 大小的比值。
的载体。 • 广泛用于细菌、真菌等基因组##
第1页/共17页基因组DNA与cDNA• cDNA:
• 以mRNA为模板,经反转录酶催化,在体外反 转录成cDNA,与适当的载体连接后转化受体菌, 每个细菌含有一段cD阶看!

cDNA文库的构建和筛选PPT课件

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Bait plasmid
AD gene prey gene
prey plasmid
诱饵与靶蛋白之间的 相互作用激活了报告 基因的表达
AD Gal4激活域
Prey (Y)
Bait (X)
BD
Gal4结合域
operator
LacZ
Repotep-
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特点是:已知蛋 白产物,但对其 核酸序列或氨基 酸序列基本未知
25
C、利用同源基因中的目标基因序列
用不同来源的DNA分子制备成探针进行检测。 如:用来自鼠的基因A去检测人类中基因A 或基因家族中成员A去检测成员B
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D、利用差异表达基因的扣除cDNA探针
表达目标基因
TTTTTTTTTTTTTTT
逆转录polyT引物
C、随机引物
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第一节:将mRN有以下二种种方法:
A、降解mRNA-cDNA杂合链中的RNA, cDNA第一链3’端回折充当引物,形成第 二链
mRNA cDNA
E、洗脱的噬菌体感染宿主细胞后经繁殖扩增, 进行下一轮洗脱
F、经过3轮~5轮的“吸附-洗脱-扩增”后,与 靶分子特异结合的噬菌体得到高度富集。所得 的噬菌体制剂可用来做进一步富集有期望结合 特性的目标噬菌体。
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A、转录激活因子GAL4
基因重组
cDNA
精选官或组织中的 比较多,在中 也有少数的克隆代表稀少mRNAs
如果某个基因有多种拼接方式,在中 也有代表该基因不同拼接方式的克隆。
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✓ N端:147个氨基酸组成的DNA结合域(DNA binding domain,BD)

基因组文库MicrosoftPowerPoint演示文稿

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体 (YAC) • 克 可以用来克隆完整的动物基因。在人类基 因组计划中,YAC被广泛的用 • ⅰ载体DNA的酶切 一般用Sau3AⅠ或MboⅠ限制性核酸内切 酶 • ⅱ载体DNA的纯化 氛-氯仿抽提和酒精沉淀法 蔗糖密度梯膜培养法段的制备 • (1)基因组DNA的提取 • 经典方法是在EDTA和SDS存在下,用蛋白 酶K消化细胞,然后用酚-氯仿混合液抽提 蛋白质,并用透制备 • 关键是将基因组DNA降解成大小适中的随 即片段。 • 方法:机械剪液器抽吸法和超声 波裂解法 • 随机性最高 • 但产生的DNA片段以平头末端为主,其连 接能产生与载体相匹配的黏粒末端的DNA片 段 • 不仅可直接与处理过的载体连接,而且连 接的效率较高。 • 酶切往往具有非随机倾向 • 在限制性核酸内切酶部分消化后,有必要 对产生的基因组DNA片段进行分离,以便 从中含有P)/ln(1-f) • 式中 N——重组子(空斑或菌落)的数量; • P——所要求的概率; • F——某一插入片段与相析研究基因的完整结构 包括基因编码区和各种调控提取高分子量的真核细胞染色体DNA。 3.用琼脂糖凝胶电泳,脉冲场凝胶电泳或 蔗糖密度梯度离心法,分离所需大小片段。 • 4.载体DNA与外源DNA片段的连接反应。 • 5.对于λ和cosmid载体,重组DNA需要进行 体外包装反应,形成噬菌段,仅需筛选几千个重组 子。而对于较大的基因组来说,插入片段 越大,所需筛选的重组子就越少,这就是 人们为什么研究大容量黏粒和Y:由mRNA逆转录的DNA,因组DNA,是一 种生物体全部染色体DNA被随机切割成适 应为模板,经反转录 酶催化,在体外反转录成cDNA,与适当 的载体(常用噬菌体或质粒载体)连接后 转化受体菌,则每个细菌含有一段cDNA, 并能繁殖扩增,这样包含着细胞全部 mRN的载体 两端各有一个黏性末端可以被无关的外源 DNA序列取代。 • 替代型λ噬菌体载体的插入片段的适宜粒)载体 • 真核生物的许多基因含有内含子序列,使 得整个基因长达40kb以远远大于质粒载体 和噬菌体载体的装载量。 Cosmid载体能• 黏粒载体克隆片段的库来说,将包装反应置 于密封的试管内,加入少量氯仿,在四度 冰箱内可较长时间的保存(六个月内低度保 持稳定),低温冰箱中可建 • 主要是插入片段与经过特定限制性核酸内 切酶处理的载体的连接,从而产生重组 DNA分子的过程。 • 连接效率主要受两种因素影响 :插入片段 与λ噬菌体DNA两臂的摩尔数比 ;反应受体细胞 • 以噬菌体颗粒的形式将重组DNA分子导入 大肠杆菌细胞中,可大大提高建立基因文 库的效率 • 噬菌体颗粒的体外包装 :将适当量的包装 抽提物与欲包装的重组DNANA用限制 性内切酶部分酶切后,将酶切片段插入到 载体DNA分子中,所有这些插入了基因组 DNA片段的载体分子的集合体,将包含这 个生物体的整时期析研究基因的完整结构 包括基因编码区和各种调(3*109bp)而言,欲获得 概率为0.99,大小为20kb的插入片段所要 筛选的重组子的数量分别是: • N(大肠杆菌)=ln(1-0.99)/ln[1(2*104/4.6*106)]=1.1*103 • N(人类)=ln(1-0.99)/ln[1(2*104/3*109)]=6.9*105

DNA文库的构建和目的基因ppt课件

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▪ 从特定组织提取的染色制性 内切酶
……
克隆、转化、培养、鉴定基因 91)基因组 (Genomic library) :
▪ 是指将某种生物体基因组转录的全部
mRNA经反转录产生的cDNA片段分别与克 隆载体重组,储存于某种受体ntary DNA,互补
DNA):是由生物的某一特定器官或特定发 育时期细胞内的mRNA经体外反转录后形 成的互补DNA。
因,因此从特定组织中制备的mRNA通常会 富集某些特异序列。所以起始材料的选择 十分重要。
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1、mRNA的制备: 动物细胞或植物细胞mRNA的制备
2、mRNA的来源: 选用mRNA含量高的组织材料,或通过药物等方
法提高mRNA的含量。 3、mRNA完整性的检测
1)mRNA分子的大小:哺乳动物mRNA长度为5008000bp,大部分mRNA位于1.51
▪ 外源基因:插入到载体内的那个特定
的片段基因。
▪ 目的基因:那些已被或者准备要分离、
改造、扩增或表达的特定基因或DNA片 段。
2
对于高等真核生物而言,基因组DNA 十分庞大,基因可达数万个,且基因组成 结构复杂,除编码序列,还有非编码序 列及调控序列,基因间还存在大量的间 隔序列和重复序列,因此,单个目的基 因在整个基因组中所占的比例极其微小, 除少数例外,绝大多数基因难以直接分 离得到。
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(二)基因组DNA的不完全酶切 1、根据实验需要选择合适的限制性内切 酶 2、分离目的酶切片段大小的确定
a) 克隆单个基因:< 10 kb b) 克隆基因族:< 20kb 3、DNA不完全酶切条件的确定 a) 确定限制酶用量,改变酶切时间 b) 固定酶切时间,改变限制酶的用量
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基因组文库构建ppt课件

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(a) 随 机 六 碱 基 NNNNNN
AAAAAAA mRNA
(b)寡 聚 (dT)引 物
第 一 条 cDNA 的 合 成
An
An
Tn
(c)发 夹 引 物
第 二 条 cDNA 的 合 成
TTTTTT
GGGGGG
CCCCCC
加接头 1
TTTTTT
GGGGGG
AAAAAA
CCCCCC
3’ AAAAAAn 加 锚 定 引 物 (寡 聚 T)
3’ RT 酶
3’ AAAAAn 5’ TTTT
用 NaOH 降 解 mRNA 用 K len o w 酶 合 成 第 二 链
末端转移酶 dGTP
GGG GGG
CCC 连接
SI 酶 降 解 发 夹 结 构
末端转移酶加寡聚 C CCC
转 化 E .co li 扩增
PAC(P1 人工染色体) 细菌噬菌体 P1
100~300kb 稳定,但在细菌外难以维
BAC(细菌人工染色体) F 质粒
300kb

MACs(哺乳类人工染色 基于 Epstein-Barr 病 >300kb
体)
毒的游离载体
人类人工游离染色体(human artificial episomal chromosome,HAEC)是一类发展 中的 MACs,它来自于 Epstein-Barr 病毒
最新克隆中仅极少数含目的基因,且 大多数基因的产物不具有可选择的表型特征, 因此可采用以下策略来进行筛选:
(1)用特异探针进行分子杂交;
(2)用免疫和生化方法来检测基因产物;
(3)用特异性引物进行PCR扩增。
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粒DNA,电泳测定插高,质量越高,可大大减轻后续
筛选基因工作量。
精心整适合一些低 等真核生物和原核生物。
精 左右臂DNA片段的获得
2. 器官特性
不同器官或组织的功能不一样,因而有的结构基因的 表达就具有器官特异性,故由谢或发育特异性
处于不同代谢阶段(或发育阶段)的结构基因表达 亦不相同
4. 不均匀性在同一个cDNA中,不同类型的cDNA分子的数 目是大不相同的,尽管它们载体构建基因组1. 两臂DNA片段的制备:
pYAC4 BamHI/EcoRI 脱磷酸化
2. 供体DNA片段的制备:
琼脂糖凝胶-DNA样品的制备 EcoRI部分酶切 凝胶电泳 片段回收和纯化
3. DNA的连接 4. 重组DAN分子的转化: 原生质体转化法 5. 转化子的保存: 单菌落保存于96孔平板中
脉冲场
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酵 母 人 工 染 色 体 构 建
精心整理第二节cDNA的建立精心整理定义:从一定生长阶段或条件的某种细胞分离到的全部
mRNA经反转录成 cDNA后再重组和增殖所产生的来自结构基因,因此仅代表某种生物的一小部分遗 传信息,且只代表那些正在表达的基因的遗传信息: 1—5% mRNA,80—85% rRNA,10—1整理第一节基因组的构建精心整理定义:
含有某种生物全部遗传信息的重组D(1-f)
2) 重组DNA分子的包装与感染
与λ重组子包装相似, 然后感染E.coli NS3529 = E.coliK12 recA
mcrA Δ(hsdR hsdM mcrB mcrC mrr)(λimm434 nin5X1-cre) (λimmλLP1), 每微克DNA可在精K心a整n理r平板上4 X 105 - 2 备
DNA分离纯化 限制酶切 脱磷酸化反应
2. 供体DNA片段的制备
总DNA分离纯化 机械剪切法 分离特定大小DNA片段
酶法
部分酶切
分离特定大小DNA片段
完全酶切
精心整理
3. 供体与载体DNA连接4. 采用快速构建法以避免扩增时DNA丢失
精心整理
COS
利 用 单
质 粒 载 体 文 库
精心整理
COS
利 构用 建双 基 因 组质 文粒 库载

精心似:
1. 两臂DNA片段的制备: pAD10sacB BamHI/ScaI 2. 供体DNA片段的制备: 部分酶切 蔗糖梯度离心 3. 两DNA的连接和重组DAN分子的包装
E.coli BHB2690(N205 recA[λimm434 cItsb2 red Dam Sam/λ])-
头部蛋白
精心整理
精心整理
i. 两菌株分别培养,分别收集和制备,包装前混合---本底低(对λDNA分子大小有严格限制),高效。
ii. 两菌株分别培养,混合收集和制备----操作简单, 本底高,可包装不同大小的λDNA分子。
2. 供体DNA片段的制备:限制酶部分酶切,机械剪切法
3. 重组DNA分子的形成:
控制克分子比率,使其形成串状DNA分子
4. 重组DNA分子的包装
1) λDNA的包装物的制备
使用的大肠杆菌菌株:
E.coli BHB2688(N205 recA[λimm434 cItsb2 red Eam Sam/λ])包装蛋白
1) 包装物制备用菌株:
E.coli NS3208[=MC1061, supo recD1014 hsdR- hsdM+ mcrA- mcrB(P1 r-m- cm-2 c1.100 am10.1)] : 制备pacase E.coli NS3210[=MC1061, supo recD1014 hsdR- hsdM+ mcrA- mcrB(P1 r-m- cm c1.100 am131)] : 制备头部蛋白
2) 重组λDNA分子的包装过程 包装制备物(-70℃)于冰上缓慢融化 加入重组 λDNA分子 边融化边混合边包装 离心除去 细胞碎片 λ颗li 培养 分离λ颗粒 -70℃保存
精心整理
五. 利用COS质粒载体构建基因组构建过程与λ载体构建过程相似: 两臂DNA片段的制备, 供体DNA片段的制备,两DNA的连接和重组DAN分子的包 装。单C体系中的总DNA浓
度和两种DNA分子的克分子比率。
4. 重组DNA分子的转移和基因组的扩增利用转化或感染方法将连接DNA分子导入宿主细胞,
让其自主复制,重组DNA分子被扩增(重组子比率可机挑取产生不同末端以避免其自身形成串状体 2. 供体DNA脱磷酸化以避免供体DNA间的连接导致重排 3. 载体和供体DNA末端修饰以避免上述两种情形发生
载体DNA XhoI or SalI酶切 补CT 连接 重组DNA 供体DNA Sau3AI部分酶切 补AG
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