克隆基因的检测与鉴定讲稿.ppt
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1、关于克隆基因的检测与鉴定关于克隆基因的检测与鉴定关于克隆基因的检测与鉴定关于克隆基因的检测与鉴定第一页,讲稿共九十一页哦载体表型选择法载体表型选择法载体表型选择法载体表型选择法根据插入基因的表型选择根据插入基因的表型选择根据插入基因的表型选择根据插入基因的表型选择DNADNA电泳检测法电泳检测法电泳检测法电泳检测法核酸杂交检测法核酸杂交检测法核酸杂交检测法核酸杂交检测法免疫化学检测法免疫化学检测法免疫化学检测法免疫化学检测法转译筛选法转译筛选法转译筛选法转译筛选法第二页,讲稿共九十一页哦一、抗药性标记及其插入失活选择法pBR322质粒上有两个抗菌素抗性基因:Tetr和Ampr。Tetr上有插入
2、位点BamH I和Sal I;Ampr上有插入位点Pst I。第一节第一节 载体表型选择法载体表型选择法1.原理:第三页,讲稿共九十一页哦pBR322第四页,讲稿共九十一页哦(1)四环素:(2)氨苄青霉素抗性基因:2.pBR322抗菌素标记选择抗菌素标记选择产生-内酰胺酶,使氨苄青霉素转变为青霉酮酸,使碘-青霉素指示液(I2-KI-Aampicillin)(蓝灰色)褪色。抑制细菌生长,但不杀死细菌。杀死生长的细菌,但不杀死停止生长的细菌。(3)环丝氨酸:第五页,讲稿共九十一页哦3.选择过程:选择过程:如果在Tetr上插入外源DNA,导致四环素抗性基因失活,可用四环素加环丝氨酸平板培养基选择重组
3、克隆。Tetr失活的菌生长被四环素抑制,不被环丝氨酸杀死,保留下来;Tetr不失活的菌抗四环素,能分裂生长,反而被环丝氨酸杀死。(1)四环素抗性插入失活第六页,讲稿共九十一页哦无环丝氨酸培养基第七页,讲稿共九十一页哦(2)氨苄青霉素抗性插入失活选择过程)氨苄青霉素抗性插入失活选择过程如果Ampr上插入外源DNA,导致氨苄青霉素抗性基因失活,可用碘-青霉素指示液选择。第八页,讲稿共九十一页哦二、二、-半乳糖苷酶显色反应选择法半乳糖苷酶显色反应选择法-半乳糖苷酶 乳糖半乳糖葡萄糖X-gal半乳糖5-溴-4-氯靛蓝+深蓝色1.原理:载体上有一段-半乳糖苷酶基因(Lac Z)的片段(氨基端),其上有外
4、源DNA的插入位点。受体菌基因组中有突变的-半乳糖苷酶基因(片段缺失)。可以被IPTG诱导表达。载体和受体菌基因组可以互补形成完整有功能的-半乳糖苷酶。第九页,讲稿共九十一页哦假阳性:如果插入的外源DNA正好是3的倍数并且没有中止密码;(不破坏 肽)。2.选择过程选择过程第十页,讲稿共九十一页哦-半乳糖苷酶使X-gal分解成蓝色产物。第十一页,讲稿共九十一页哦利用插入的外源基因的表达产物特性进行直接选择。(只在特定条件下)。转化进来的外源基因产物能够弥补受体菌株的突变型缺陷。一、原理:第二节第二节 根据插入基因的表型选择根据插入基因的表型选择1.弥补缺陷his-his+受体菌:外源基因:在不含
5、组氨酸的培养基中生长第十二页,讲稿共九十一页哦小鼠的二轻叶酸还原酶(DHFR)对三甲氧苄二氨嘧啶有抗性。DHFR载体连接转化受体菌三甲氧苄二氨嘧啶培养基平板含DHFR的克隆才能生长例:使被转化的受体菌表现出外源基因的表型。2.增加新性状增加新性状第十三页,讲稿共九十一页哦利用有插入片段的重组载体的分子量比野生型载体分子量大。一、直接电泳检测法从转化后的菌体克隆中分离质粒,电泳、比较其分子量。第三节第三节 DNA电泳检测法电泳检测法 分子量 Marker载体重组克隆第十四页,讲稿共九十一页哦二、酶切电泳筛选法二、酶切电泳筛选法1.原理:根据已知的外源DNA序列的限制性酶切图谱,选择一两种内切酶切
6、割质粒,电泳后比较电泳结果(DNA带数和长度)。或用合适的内切酶切下插入片断,再用其它酶切这个片断,电泳后比较结果是否符合预计的结果。第十五页,讲稿共九十一页哦ABA或B第十六页,讲稿共九十一页哦第十七页,讲稿共九十一页哦不同克隆的酶切结果第十八页,讲稿共九十一页哦筛选过程筛选过程第十九页,讲稿共九十一页哦三、三、PCR扩增检测法扩增检测法1.原理PCR能在模板序列上扩增出预期DNA片断。2.过程(1)从重组克隆中提取质粒(或DNA)。(2)用外源DNA插入片断引物作PCR。(3)电泳PCR产物。(4)检查是否有PCR产物。(5)PCR产物的长度是否与外源基因一致。第二十页,讲稿共九十一页哦1
7、.核酸杂交第四节第四节 核酸杂交检测法核酸杂交检测法 一、原理:重组克隆与探针杂交。3.识别标记32P 或 125I。(1)放射性同位素2.检测用的探针与外源DNA插入片断互补的序列。(2)非放射性标记荧光素第二十一页,讲稿共九十一页哦二、核酸杂交检测方法二、核酸杂交检测方法用DNA(或RNA)探针检测DNA样品。1.Southern blotting从宿主细胞中提取DNA(或质粒载体),再用探针杂交。只有带有插入片断的重组载体才能与探针杂交,在底片上曝光显示。第二十二页,讲稿共九十一页哦酶切前酶切后插入片断载体第二十三页,讲稿共九十一页哦Southern blot 筛选筛选结果结果第二十四页
8、,讲稿共九十一页哦(1)原位杂交筛选)原位杂交筛选特点:对应的菌斑或噬菌斑位置不变,可以直接找出阳性菌落。第二十五页,讲稿共九十一页哦第二十六页,讲稿共九十一页哦(2)R-环检测法环检测法DNA-RNA杂交。1)原理:2)选择过程在70%甲酰胺中,把DNA双链变性,复性的时候,DNA-RNA杂交分子比DNA-DNA双链更稳定。电镜下可见一种R-环形结构。用外源基因的mRNA与重组载体杂交。第二十七页,讲稿共九十一页哦缺点:需要电镜!第二十八页,讲稿共九十一页哦2.Northern blotting2.Northern blotting用DNA(或RNA)探针检测RNA样品。主要检测插入片断是否
9、被转录。从宿主细胞中提取RNA,再用探针杂交。第二十九页,讲稿共九十一页哦利用抗体作为“探针”来检测转入受体菌并且表达出相应的蛋白质的外源基因。根据第一抗体(一抗)和第二抗体(二抗)的性质可分为几种作用方式:一、放射性抗体检测法一、放射性抗体检测法第五节第五节 免疫化学检测法免疫化学检测法 1.抗体与产物的结合方式对表达产物的检测。蛋白蛋白“杂交”第三十页,讲稿共九十一页哦待测基因 产物蛋白一抗二抗125I 标记的二 抗结合蛋白固相支持滤膜待测基因 产物蛋白一抗125I标记的二抗固相支持滤膜待测基因 产物蛋白一抗固相支持滤膜固相支持滤膜待测基因 产物蛋白一抗二抗125I 标记的二抗 结合蛋白1
10、25I标记的二抗第三十一页,讲稿共九十一页哦2.2.放射性抗体检测法过程放射性抗体检测法过程第三十二页,讲稿共九十一页哦3.Broome-Gilbert3.Broome-Gilbert双位点检测法双位点检测法双位点检测法双位点检测法质粒基因A插入基因B表达质粒蛋白A外源蛋白B融合蛋白检测融合蛋白。既检测外源基因产物又检测载体基因产物。第三十三页,讲稿共九十一页哦固相支 持滤膜抗A抗体125I标记的 抗B抗体质粒蛋白A外源蛋白B质粒蛋白A外源蛋白B固相支 持滤膜抗A抗体发光,底片曝光第三十四页,讲稿共九十一页哦二、免疫沉淀检测法二、免疫沉淀检测法把非放射性抗体加到平板培养基中,当插入基因的表达产
11、物被细菌分泌到菌落周围时,就会与抗体反应形成“沉淀圈”。1.原理抗原抗体凝集反应。检测分泌型产物。2.方法第三十五页,讲稿共九十一页哦对于不能被分泌到菌体外的蛋白质可先进行原位溶菌处理(溶菌酶、原噬菌体诱发)。第三十六页,讲稿共九十一页哦三、酶联免疫吸附测定(三、酶联免疫吸附测定(ELISA)Enzyme-linked immunosorbant assay1.原理:一抗(primary antibody):与目标分子的特异结合。二抗(secondary antibody):与一抗的特异性结合。酶连(enzyme-linke):二抗上携带一种酶能催化一种反应将无色的底物转变为有色的物质(或发光
12、),再通过比色测定有色物质的含量(或光强度),从而推测目标分子的含量。第三十七页,讲稿共九十一页哦待测基因 产物蛋白一抗二抗酶 待测基因 产物蛋白一抗二抗无色的底物有色的产物比色观察酶 第三十八页,讲稿共九十一页哦2.ELISA检测的一般步骤检测的一般步骤(1)固定样品将待测样品加入96孔微量滴定板(microtiter plate)的孔中,干燥后就被固定在孔底。孔底第三十九页,讲稿共九十一页哦加入一抗,反应后冲洗掉未结合的抗体。(2 2 2 2)一抗结合)一抗结合)一抗结合)一抗结合一抗第四十页,讲稿共九十一页哦加入二抗,与一抗结合后再将未结合的二抗冲洗掉。二抗只识别一抗。二抗上联着一种酶(
13、碱性磷酸酶、过氧化物酶、脲酶等)。(3)二抗结合)二抗结合二抗第四十一页,讲稿共九十一页哦加入无色的底物,被二抗上所带的酶催化反应转变成有色物质(或发光)。(4)显色反应)显色反应第四十二页,讲稿共九十一页哦第四十三页,讲稿共九十一页哦在特殊的分光光度仪(酶标仪)上比色,打印出结果。(5)比色)比色第四十四页,讲稿共九十一页哦3.ELISA的局限性的局限性有效,但准确性稍差(主要取决于一抗的特异性)。必须与其他方法一起综合考虑。最好用单克隆抗体(monoclonal antibody)第四十五页,讲稿共九十一页哦临床检验常用的单抗第四十六页,讲稿共九十一页哦四、免疫印迹(四、免疫印迹(west
14、ern blotting)法)法1.原理:在蛋白质凝胶电泳以后,用转膜和免疫的方法检测胶上的蛋白质泳带。(1)SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 是蛋白质的变性剂,使煮沸变性的蛋白质维持线性状态,并与蛋白质结合,使蛋白质带上负电荷。SDS:(SDS-PAGE):第四十七页,讲稿共九十一页哦 聚丙烯酰胺凝胶电泳(聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE):):(Polyacrylamide gel electrophoresis)在电场的作用下线性蛋白质链在聚丙烯酰胺凝胶介质中向正极移动,移动的速率主要取决于其分子量大小(链的长短),从而把不同分子量的肽链分开。电泳buffer电泳buffer第四十八页,讲稿共九十一
15、页哦点样电泳方向第四十九页,讲稿共九十一页哦蛋白质电泳的分子量蛋白质电泳的分子量标准标准已知分子量的蛋白质混合液,与待测样品一起电泳,为样品蛋白质提供分子量估计。商品化供应Da道尔顿(质量单位,等于一氧原子质量的十六分之一。一克约为61023道尔顿第五十页,讲稿共九十一页哦DaltonSDS PAGE第五十一页,讲稿共九十一页哦凝胶中的蛋白质染色:凝胶中的蛋白质染色:考马斯亮蓝:灵敏度底、只能检出0.3-1g/带,但可褪色回收。硝酸银:灵敏度高、可检出2-5ng/带。2)转到膜上进行染色。1)直接染色第五十二页,讲稿共九十一页哦直接染色电泳结果第五十三页,讲稿共九十一页哦(2)Western
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