第五章基因的克隆与分离优秀PPT.ppt
《第五章基因的克隆与分离优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第五章基因的克隆与分离优秀PPT.ppt(49页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第五章基因的克隆与第五章基因的克隆与第五章基因的克隆与第五章基因的克隆与分离分离分离分离第一页,本课件共有49页第一节第一节PCRPCR扩增获得目的基因或扩增获得目的基因或cDNAcDNA第二节基因组文库的构建与基因分离第二节基因组文库的构建与基因分离第三节第三节cDNAcDNA文库的构建与筛选文库的构建与筛选第四节根据差异表达获得目的基因第四节根据差异表达获得目的基因第五节基因的化学合成第五节基因的化学合成第二页,本课件共有49页一、一、cDNA末端的快速扩增(末端的快速扩增(RACE)RACE:根根据据已已得得到到的的不不完完整整的的cDNA序序列列设设计计引引物物对对mRNA3端端和和5
2、端端进进行行克克隆隆,可可获获得得全全的的cDNA克隆克隆。(。(RACE克隆的意义)克隆的意义)第一节 PCR扩增获得目的基因或cDNA第三页,本课件共有49页1、根根据据基基因因编编码码蛋蛋白白同同源源序序列列,或或多多个个同同源源基基因因cDNA序序列列设设计(简并)引物,计(简并)引物,RT-PCR克隆核心序列克隆核心序列,测序。,测序。2、根根据据核核心心序序列列,设设计计新新的的引引物物进进行行cDNA的的3端端和和5端端的的扩增扩增。3、拼拼接接成成 cDNA全全序序列列的的信信息息,设设计计新新的的引引物物扩扩增增全全长长cDNA序列。序列。第一节 PCR扩增获得目的基因或cD
3、NA一、一、cDNA末端的快速扩增(末端的快速扩增(RACE)第四页,本课件共有49页(二)经典(二)经典RACE克隆原理:克隆原理:3 RACE:由由含含有有oligo(dT)的的接接头头引引物物引引发发合合成成cDNA第第一一链链,根根据据中中间间核核心心序序列列设设计计出出上上游游引引物物,与与3引物扩增第一链引物扩增第一链cDNA,可得到全长,可得到全长cDNA的的3末端序列。末端序列。5 RACE:先先用用oligo(dT)引引发发合合成成cDNA第第一一链链,然然后后在在第第一一链链cDNA的的3端端加加上上人人工工锚锚定定序序列列,利利用用5锚锚定定引引物物及及3特特异异性性引引
4、物物进进行行扩扩增增,得得到到全全长长cDNA的的5末端序列。末端序列。第五页,本课件共有49页由含有由含有oligo(dT)的接头引物引发合成第一链)的接头引物引发合成第一链cDNA根据中间核心序列设计出根据中间核心序列设计出5特异性引物特异性引物与与3引物扩增第一链引物扩增第一链cDNA可得到全长可得到全长cDNA的的3末端序列末端序列第六页,本课件共有49页5RACE在第一链在第一链cDNA的的3端加上人工锚定序列端加上人工锚定序列用用oligo(dT)引发合成)引发合成cDNA第一链第一链 利用利用5锚定引物及锚定引物及3特异性引物进行扩增,得到全长特异性引物进行扩增,得到全长cDNA
5、的的5末端序列末端序列 第七页,本课件共有49页第二节 基因组文库的构建与基因分离基基因因组组文文库库:将将某某一一生生物物基基因因组组DNA片片段段化化并并全全部部克克隆隆后后所所获获得得的的重重组组子子群群体体的的总总称称。理理论论上上讲讲,这这些些重重组组载体上带有了该生物体的载体上带有了该生物体的全部基因全部基因。操操作作:将将某某种种生生物物细细胞胞的的整整个个基基因因组组DNA切切割割成成大大小小合合适适的的片片断断,并并将将所所有有这这些些片片断断都都与与适适当当的的载载体体连连接接,引入相应的宿主细胞中引入相应的宿主细胞中保存和扩增保存和扩增。一、基因组文库(一、基因组文库(g
6、enomic library)第八页,本课件共有49页(2)目前常用的载体)目前常用的载体 二、二、构建基因文库的载体选用构建基因文库的载体选用载体能够容载的载体能够容载的DNA片断大小直接影响到构建完整片断大小直接影响到构建完整的基因文库所需要的的基因文库所需要的重组子重组子的数目。的数目。载体容量越大,所要求的载体容量越大,所要求的DNA片断数目越少,所需片断数目越少,所需的的重组子重组子越少。越少。(1)对载体的要求)对载体的要求 载体系列:载体系列:容量为容量为 23 kp cosmid载体:载体:容量为容量为 45 kb YAC:容量为容量为 1 Mb BAC:容量为容量为 300
7、kb第九页,本课件共有49页1、文库的完整性:、文库的完整性:文库应包含基因组的完整序列信息文库应包含基因组的完整序列信息2、基因组信息的可重建性:、基因组信息的可重建性:重建基因组的完整信息重建基因组的完整信息3、文库的大小:、文库的大小:即文库中应包含的独立重组子数目即文库中应包含的独立重组子数目三、基因组文库应满足的条件三、基因组文库应满足的条件第十页,本课件共有49页文库的大小:文库的大小:一个文库要包含一个文库要包含99%的基因组的基因组DNA时所需要的克隆数目。时所需要的克隆数目。N=ln(1-P)ln(1-L/G)P:文库包含了整个基因组:文库包含了整个基因组DNA的概率(的概率
8、(99%)L:克隆:克隆fragment的平均大小的平均大小G:Genome大小大小N:所需的重组载体数(克隆数):所需的重组载体数(克隆数)N=4.61GL第十一页,本课件共有49页例如:人的基因组是例如:人的基因组是 3109 bp,插入,插入DNA片断的片断的平均长度如果是平均长度如果是1.7104 bp,所需的重组载所需的重组载体数:体数:N=基因组文库实际克隆数:比计算值大基因组文库实际克隆数:比计算值大2倍或倍或3倍,或更高倍,或更高4.61Gf=4.6131091.7104=8.1105第十二页,本课件共有49页四、基因组文库构建的一般步骤四、基因组文库构建的一般步骤1、染色体、
9、染色体DNA的分离的分离2、大片段的制备、大片段的制备3、载体的制备、载体的制备4、重组连接、重组连接5、包装、包装6、重组噬菌体、重组噬菌体感染大肠杆菌感染大肠杆菌 基因组文库基因组文库 第十三页,本课件共有49页2、大片段的制备、大片段的制备小孔喷射(小孔喷射(10kb)、超声波()、超声波(300bp)、机械搅拌()、机械搅拌(8kb)酶切法:酶切法:不完全酶解:产生随机性的不完全酶解:产生随机性的DNA片段,片段大小取决于内片段,片段大小取决于内切酶识别的位点数和酶解程度。切酶识别的位点数和酶解程度。识别识别4对碱基的内切酶适用于制备对碱基的内切酶适用于制备120kb的的DNA片段片段
10、 物理切割法:物理切割法:1、染色体、染色体DNA的分离的分离如:如:Sau3A与与BamHI的酶切末端。的酶切末端。p108第十四页,本课件共有49页3、载体的制备、载体的制备内切酶,将内切酶,将 载体切成三段:载体切成三段:左臂、右臂、中间片段左臂、右臂、中间片段左臂左臂可置换区可置换区右臂右臂Sal IBamH I EcoR IEcoR IBamH I Sal I20kb14kb9kb第十五页,本课件共有49页4、重组连接、重组连接左臂左臂插入片段插入片段右臂右臂左臂左臂插入片段插入片段插入片段插入片段右臂右臂第十六页,本课件共有49页5、包装、包装6、重组噬菌体、重组噬菌体感染大肠杆菌
11、感染大肠杆菌 基因组文库基因组文库 第十七页,本课件共有49页五、基因组文库的筛选五、基因组文库的筛选筛选:从众多的分子克隆群体中将确定的克隆筛选出来筛选:从众多的分子克隆群体中将确定的克隆筛选出来探针筛选法:探针筛选法:两步或三步原位杂交法两步或三步原位杂交法第十八页,本课件共有49页以以mRNA为模板为模板逆转录逆转录出的出的DNA称称cDNA。cDNA librarymRNAcDNA3 3 5 5 反转录酶反转录酶引物引物将将某某一一生生物物的的特特定定组组织织或或特特定定发发育育时时期期细细胞胞内内的的全全部部mRNA反反转转录录成成cDNA,与与适适当当的的载载体体连连接接后后转转化
12、化受受体体菌菌,则则每每个个细细菌菌含含有有一一段段cDNA,这这些些cDNA克克隆隆(包包含含着着细细胞胞全全部部mRNA信信息息)的集合称为的集合称为该组织细胞该组织细胞的的cDNA文库。文库。第三节第三节 cDNA文库的构建与筛选文库的构建与筛选第十九页,本课件共有49页(1 1)以)以)以)以mRNAmRNA为材料,适用于为材料,适用于为材料,适用于为材料,适用于RNARNA病毒病毒病毒病毒(2 2)文库小文库小文库小文库小,构建容易,筛选简单,构建容易,筛选简单,构建容易,筛选简单,构建容易,筛选简单(3 3)每一个)每一个)每一个)每一个cDNAcDNA克隆对应一种克隆对应一种mR
13、NAmRNA序列序列序列序列(4 4)不含内含子序列不含内含子序列不含内含子序列不含内含子序列,可进行原核表达,可进行原核表达,可进行原核表达,可进行原核表达一、一、cDNA文库的特点文库的特点cDNA文库应满足的条件:文库应满足的条件:文库应满足的条件:文库应满足的条件:文库的代表性:文库的代表性:文库的代表性:文库的代表性:文库中重组文库中重组文库中重组文库中重组cDNAcDNA分子是否可以完整的反映来分子是否可以完整的反映来分子是否可以完整的反映来分子是否可以完整的反映来源细胞中的表达信息,用源细胞中的表达信息,用源细胞中的表达信息,用源细胞中的表达信息,用库容量库容量库容量库容量衡量。
14、衡量。衡量。衡量。序列的完整性:序列的完整性:序列的完整性:序列的完整性:5UTR5UTR(容易丢失)、编码区、(容易丢失)、编码区、(容易丢失)、编码区、(容易丢失)、编码区、3UTR3UTRp117p117第二十页,本课件共有49页二、二、构建构建cDNA文库的一般步骤文库的一般步骤(1)总)总RNA(total RNA)提取)提取Trizol试剂提取,或商业化的试剂盒(试剂提取,或商业化的试剂盒(kit)。)。(2)mRNA的分离纯化的分离纯化分离分离mRNA用商业化的用商业化的Oligo dT纤维柱。纤维柱。第二十一页,本课件共有49页反转录酶反转录酶(3)cDNA的合成的合成 cDN
15、A第一链合成第一链合成逆转录酶能以逆转录酶能以RNA为模板合成为模板合成DNA。用用Oligo dT(或随机引物)作引物,合成(或随机引物)作引物,合成cDNA的第一链。的第一链。mRNAcDNA3 5 5 AAAAAAATTTTTTTOligo dT引物引物第二十二页,本课件共有49页用用RNase H识识别别mRNA-cDNA杂杂交交分分子子中中的的mRNA,并并将其降解成许多小片断。将其降解成许多小片断。mRNAcDNA第一链第一链3 3 5 5 引物引物cDNA第一链第一链3 5 引物引物 降解降解mRNA模板模板RNaseHmRNAmRNAmRNA第二十三页,本课件共有49页 cDN
16、A第二链合成第二链合成mRNA小片断为引物,合成第二链小片断为引物,合成第二链cDNA。DNA Pol I除去引物并修补后,再使用除去引物并修补后,再使用DNA连接酶连接酶连连成一整条成一整条DNA链。链。mRNAcDNA第一链第一链3 5 mRNAmRNADNA 聚合酶聚合酶DNA 聚合酶聚合酶cDNA第二链第二链cDNA第一链第一链3 5 DNA ligase去引物去引物第二十四页,本课件共有49页在在双双链链cDNA末末端端接接上上人人工工接接头头(含含限限制制性性内内切切酶酶黏性末端),即可与载体连接,转入受体菌。黏性末端),即可与载体连接,转入受体菌。或或借借助助末末端端转转移移酶酶
17、给给载载体体和和双双链链cDNA的的3端端分分别别加加上几个上几个C或或G,成为粘性末端。,成为粘性末端。(4)cDNA与载体连接与载体连接接上人工接头接上人工接头粘性末端粘性末端CCCCCC末端转移酶末端转移酶第二十五页,本课件共有49页(5)重组载体转化受体菌)重组载体转化受体菌第二十六页,本课件共有49页分子探针杂交法分子探针杂交法:用目的基因探针与文库中的重组载:用目的基因探针与文库中的重组载体进行体进行Southern blot杂交杂交。文库文库载体载体探针探针电泳后杂交放电泳后杂交放射自显影射自显影测序分析测序分析三、文库的查询(三、文库的查询(screening)第二十七页,本课
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第五 基因 克隆 分离 优秀 PPT
限制150内