大肠杆菌分子克隆载体PPT课件.ppt

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1、关于大肠杆菌分子克隆载体第一张，PPT共四十二页，创作于2022年6月一、一、E.coli克隆载体的种类克隆载体的种类1.质粒载体质粒载体复制起点来自一些天然质粒。复制起点来自一些天然质粒。2.噬菌体载体噬菌体载体，P1和和M13、fd载体，复制起点载体，复制起点来自噬菌体。来自噬菌体。3.COS质粒载体质粒载体质粒载体中插入质粒载体中插入cos片段，以利片段，以利于体外包装于体外包装 4.4.噬粒载体（噬粒载体（phagemidphagemid）有质粒和有质粒和M13、fdfd的复的复制起点，以质制起点，以质粒或噬菌体方式复制。粒或噬菌体方式复制。第二张，PPT共四十二页，创作于2022年6

2、月二、质粒与质粒载体二、质粒与质粒载体1.Ecoli的质粒种类的质粒种类1)colE1因子（大肠杆菌素因子）因子（大肠杆菌素因子）多数不能进行接合转多数不能进行接合转移移DNA，属高拷贝松弛型。，属高拷贝松弛型。2)R因子（抗药性因子）因子（抗药性因子）可接合转移可接合转移DNA，属低拷贝，属低拷贝严紧型，严紧型，质粒较大，操作不便质粒较大，操作不便3)F因子（性因子）因子（性因子）第三张，PPT共四十二页，创作于2022年6月2.质粒的特点质粒的特点1)质粒质粒DNA复制与染色体复制无关复制与染色体复制无关2)质粒质粒DNA以超螺旋形式存在以超螺旋形式存在3)质粒质粒DNA可以接合转移可以接

3、合转移4)质粒的不相容性和不相容群质粒的不相容性和不相容群5)质粒质粒DNA的消除的消除化学和物理法化学和物理法(吖啶染料，吖啶染料，EtBr，高温等高温等)6)质粒的整合质粒的整合F因子又可整合到因子又可整合到E.coli染色体中染色体中3.质粒质粒DNA的转移的转移1）质粒质粒DNA的转移过程的转移过程第四张，PPT共四十二页，创作于2022年6月质粒的自主转移过程质粒的自主转移过程第五张，PPT共四十二页，创作于2022年6月质粒质粒DNA的转移和复制的转移和复制第六张，PPT共四十二页，创作于2022年6月2）质粒转移的必备条件质粒转移的必备条件.转移起点转移起点(oriT),它是质粒

4、它是质粒DNA转移时的复制起点转移时的复制起点顺式顺式作用作用（cis-action）ii.细胞附属物细胞附属物性纤毛，由蛋白质构成性纤毛，由蛋白质构成反式作用反式作用.转移过程所需的全部酶类转移过程所需的全部酶类反式作用反式作用3）质粒转移类型质粒转移类型.自我转移（自我转移（Self-transmissible）.辅助转移（辅助转移（Donation）可转移质粒仅具备可转移质粒仅具备oriT，若无辅助质，若无辅助质粒，前者不会发生接合转移。若辅助质粒可提供所有反式作用粒，前者不会发生接合转移。若辅助质粒可提供所有反式作用的蛋白质，前者便会发生接合转移。的蛋白质，前者便会发生接合转移。.重组

5、转移（重组转移（conduction）若质粒无若质粒无oriT，该质粒只有整，该质粒只有整合到辅助质粒合到辅助质粒DNA中，重组质粒便可转移。中，重组质粒便可转移。因此，用于克隆外源因此，用于克隆外源DNADNA的分子克隆载体，只要具备的分子克隆载体，只要具备oriToriT即可，另外两类功能基因可置于辅助质粒上，该质粒一般即可，另外两类功能基因可置于辅助质粒上，该质粒一般没有没有oriToriT，因而可以减少后者进入另一种细胞的频率。，因而可以减少后者进入另一种细胞的频率。第七张，PPT共四十二页，创作于2022年6月质粒自主转移质粒自主转移质粒的辅助转移质粒的辅助转移质粒的重组转移质粒的重

6、组转移R-重组重组DNA分子分子第八张，PPT共四十二页，创作于2022年6月4.质粒质粒DNA的复制和调节控制的复制和调节控制1)复制机制复制机制复制方向、终止和方式复制方向、终止和方式2)质粒拷贝数的控制质粒拷贝数的控制抑制剂模型：高拷贝质粒需高浓抑制剂模型：高拷贝质粒需高浓度抑制剂，低拷贝质粒需低浓度抑制剂，同一不相容群质度抑制剂，低拷贝质粒需低浓度抑制剂，同一不相容群质粒产生的抑制剂可交叉相互作用。粒产生的抑制剂可交叉相互作用。3)质粒的复制调控机制质粒的复制调控机制例子例子:ColE1质粒的复制及复制起点结构质粒的复制及复制起点结构Borosetal.(1984)分离到一个分离到一个

7、pBR322突变体，其突变体，其拷贝数可达拷贝数可达1000/cell或或65%总总DNA，原因是在，原因是在RNAI基因的基因的3端附近发生一次端附近发生一次GT颠换。颠换。第九张，PPT共四十二页，创作于2022年6月ColE1质粒质粒复制起点结构复制起点结构质粒质粒DNA的的复制过程复制过程第十张，PPT共四十二页，创作于2022年6月5.大肠杆菌质粒载体大肠杆菌质粒载体1)常用质粒载体的复制子常用质粒载体的复制子质粒载体质粒载体复制子来源复制子来源拷贝数拷贝数pBR322系列系列pMB115-20pUC系列系列pMB1500-700pACYC系列系列p15A10-12pSC101系列系

8、列pSC10125colE1colE115-202)质粒载体常用的遗传标记基因质粒载体常用的遗传标记基因AprCmrKanrNeorTcrHygrLacZLacZ3)多克隆位点区多克隆位点区 大多数从大多数从pUCpUC系列中的多克隆位点衍生出来的系列中的多克隆位点衍生出来的第十一张，PPT共四十二页，创作于2022年6月6.实例实例pUC18和和pUC19pUC系列质粒载体由系列质粒载体由Messingetal.构建，具有三个显著构建，具有三个显著特点：特点：1）分子量小，仅为）分子量小，仅为2.7KB，容纳外源，容纳外源DNA量增大量增大2）易于检测是否有外源）易于检测是否有外源DNA插入

9、的标记基因插入的标记基因LacZ3）多克隆位点区）多克隆位点区.多克隆位点成对地存在于多克隆位点成对地存在于pUC18和和pUC19中，位点排列顺序相中，位点排列顺序相同，但方向相反。同，但方向相反。这种排列方式有利于外源这种排列方式有利于外源DNA的克隆和定向插入的克隆和定向插入.产生不同末端规律排列产生不同末端规律排列:两端限制酶位点产生两端限制酶位点产生5突起端（突起端（EcoRI和和Hind），与之相邻的两个限制酶位点产生），与之相邻的两个限制酶位点产生3突起端突起端（SstI、KpnI、SphI、PstI），中央四个限制酶位点产生），中央四个限制酶位点产生5突突起端或平端。这种排列方

10、式十分有利于插入起端或平端。这种排列方式十分有利于插入DNA片段的单向缺片段的单向缺失和缺失片段的回收。失和缺失片段的回收。第十二张，PPT共四十二页，创作于2022年6月pUC18和和pUC19载体载体第十三张，PPT共四十二页，创作于2022年6月如插入片段的如插入片段的5段定向缺失段定向缺失:XbaISphIExoS1T4DNAlingase;插入片段的插入片段的3-端亦可采用类似的方法进行缺失端亦可采用类似的方法进行缺失（SmaISstIExoS1T4DNAlingase）不同载体中的多克隆位点区可以供不同目的片段的重组。又例如不同载体中的多克隆位点区可以供不同目的片段的重组。又例如:

11、pBS+多克隆位点区的排列顺序是多克隆位点区的排列顺序是(见图见图)：假设有一假设有一EcoRIHindDNA片段，并要求在其片段，并要求在其3-末端或末端或5-端接上另外的端接上另外的DNA片段（如终止子、启动子），显然，片段（如终止子、启动子），显然，pUC系列载体的多克隆位点区是不太适宜，但选用系列载体的多克隆位点区是不太适宜，但选用pBS+中的中的多克隆位点区就能满足要求。多克隆位点区就能满足要求。.多克隆位点集中排列多克隆位点集中排列，有利于克隆片段的物理图谱的绘制。有利于克隆片段的物理图谱的绘制。除上述三个特点外，除上述三个特点外，pUC系列载体还可用于表达外源基因系列载体还可用于

12、表达外源基因（LacZ启动子）。启动子）。第十四张，PPT共四十二页，创作于2022年6月pBS载体的结构载体的结构第十五张，PPT共四十二页，创作于2022年6月三三.噬菌体载体噬菌体载体1.噬菌体噬菌体载体载体1）的结构和特点的结构和特点i.一般结构：一般结构：48,502bp，线状，线状ds-DNA，两端具有，两端具有12n.t5-突突起（起（5-GGGCGGCGACCT-3）该末端称为）该末端称为cos位点，可被位点，可被编码的末端酶所识别（该酶由编码的末端酶所识别（该酶由末端的两个基因末端的两个基因Nul和和A编码编码蛋白蛋白gpNul和和gpA组成）组成）ii.基因结构基因结构46

13、个基因，分为以下四类：个基因，分为以下四类：)调控基因：调控基因：C、N、CI、Cro、C决定进入溶源化还是决定进入溶源化还是裂解状态裂解状态)DNA复制：复制：O、P、Q)重组：重组：int、xis、red和和gam)噬菌体颗粒形成与细胞裂解：头噬菌体颗粒形成与细胞裂解：头(A-F)、尾、尾(E-J)、S&R（细（细胞裂解）胞裂解）中部约中部约1/3的的DNA(b2)与与存活无关。存活无关。第十六张，PPT共四十二页，创作于2022年6月大肠杆菌大肠杆菌噬菌体的基因和表达调控噬菌体的基因和表达调控第十七张，PPT共四十二页，创作于2022年6月2)噬菌体基因的表达噬菌体基因的表达i.最早期转

14、录：转录起始于最早期转录：转录起始于CI基因两侧的基因两侧的PL和和PR启动子，止启动子，止于于N和和Cro末端的末端的tL和和tR1，有的右向转录物可継续通过，有的右向转录物可継续通过O和和P止于止于tR2。ii.后早期转录：后早期转录：N蛋白可使宿主细胞转录终止因子蛋白可使宿主细胞转录终止因子失活，导失活，导致转录通过致转录通过tR1、tR2和和tL进入其余早期基因区域。进入其余早期基因区域。iii.后期转录：后期转录：cro蛋白可与蛋白可与OL和和OR结合，阻止结合，阻止RNA聚合酶与聚合酶与PL和和PR结合，转录终止，此时已合成了足够多的控制蛋白结合，转录终止，此时已合成了足够多的控制

15、蛋白Q，它对，它对PR起激活作用，导致后期基因转录。起激活作用，导致后期基因转录。iv.DNA复制：因早期转录获复制：因早期转录获DNA复制蛋白复制蛋白O和和P，双向复制开，双向复制开始。始。v.包装：包装：Nul和和A蛋白与蛋白与DNA的的cos位点的识别与切割，位点的识别与切割，FI蛋白蛋白促进促进DNA进入头部蛋白，进入头部蛋白，DNA充满后，充满后，gpw和和gpF将头部将头部封住，然后与尾部相连，形成噬菌体颗粒。封住，然后与尾部相连，形成噬菌体颗粒。第十八张，PPT共四十二页，创作于2022年6月vi.裂解：基因裂解：基因R和和S产物形成，细菌细胞裂解，噬菌体颗粒释放。产物形成，细菌

16、细胞裂解，噬菌体颗粒释放。vii.溶源反应：溶源反应：C和和C基因产物分别激活基因产物分别激活PE和和PI的左向转录，的左向转录，致使致使CI和和int基因表达，基因表达，CI产物可阻止早期转录，导致后期基产物可阻止早期转录，导致后期基因表达受阻。因表达受阻。对对于于裂裂解解反反应应和和溶溶源源反反应应的的选选择择，取取决决于于感感染染细细胞胞中中一一系系列列宿宿主和噬菌体因子间错综复杂的精细平衡关系。主和噬菌体因子间错综复杂的精细平衡关系。*当当DNA注注入入宿宿主主细细胞胞后后，线线状状DNA首首先先环环化化为为环环状状DNA，这种环化有以下几点好处：这种环化有以下几点好处：a.若若为为单

17、单向向复复制制，不不管管从从何何处处开开始始复复制制，全全基基因因组组均均可可全全部复制部复制b.噬噬菌菌体体DNA插插入入宿宿主主染染色色体体DNA，只只需需一一次次位位点点特特异异性性重组重组c.拓扑异构酶易于对其进行不足和过度加旋拓扑异构酶易于对其进行不足和过度加旋d.受受损损的的基基因因组组增增大大了了存存活活的的可可能能性性，因因为为双双向向复复制制不不会受阻于会受阻于损伤的损伤的DNA链，而单向复制就不能通过链，而单向复制就不能通过第十九张，PPT共四十二页，创作于2022年6月3)DNA的复制的复制第二十张，PPT共四十二页，创作于2022年6月4)DNA的包装过程的包装过程 l

18、 l头头尾连接器由尾连接器由12分子分子gpB构成中空结构，构成中空结构，groE1和和groES负责装负责装配配 l lpX由由10个杂合的个杂合的gpC和和gpE构成，使连接器定位构成，使连接器定位 l lgpW和和gpF结合在连接器上，防止结合在连接器上，防止DNA外泄，提供尾部粘着点外泄，提供尾部粘着点末末端酶端酶由两基因产物组成（由两基因产物组成（Nul和和A），），gpNul2-gpA1(20,444x2+72,280=113,168)该酶具有以下多种酶活性该酶具有以下多种酶活性：1）特异）特异DNA位点结合；位点结合；2）特异位点）特异位点切口形成；切口形成；3）头前体结合；）头

19、前体结合；4）gpFI结合；结合；5）cos位点变性；位点变性；6）DNA转位；转位；7）DNA序列扫描；序列扫描；8）ATP结合；结合；9）ATP水解。水解。因此，头部蛋白因此，头部蛋白gpEgpE和和gpDgpD以及包装蛋白以及包装蛋白gpAgpA是是DNADNA形成噬菌体颗形成噬菌体颗粒必不可少的组分，体外包装物的制备就是依据这一结论粒必不可少的组分，体外包装物的制备就是依据这一结论第二十一张，PPT共四十二页，创作于2022年6月DNA的包装的包装第二十二张，PPT共四十二页，创作于2022年6月5）DNA作载体的缺点和解决办法作载体的缺点和解决办法i.头部只能容纳自身头部只能容纳自身

20、DNA的的78-105%，即，即39-52.5Kb，天然，天然仅仅可插入可插入3Kb外源外源DNA片段片段除去所有与除去所有与裂解无关的基因和裂解无关的基因和空白区，最大可插入空白区，最大可插入22Kb。ii.同一种限制酶具有多个识别位点，不利于外源同一种限制酶具有多个识别位点，不利于外源DNA插入插入体体内突变和建立新的克隆位点。内突变和建立新的克隆位点。.重组的重组的DNA分子难于直接导入宿主细胞分子难于直接导入宿主细胞利用体外包装成病利用体外包装成病毒颗粒，然后通过感染的方法注入毒颗粒，然后通过感染的方法注入DNA。6)载体的种类载体的种类i.插入型插入型即将外源即将外源DNA直接插入已

21、构建载体中，如直接插入已构建载体中，如gt11，可，可以插入长达以插入长达7Kb的的DNA。这类载体被限制酶切成左右臂。这类载体被限制酶切成左右臂。.取代型取代型即利用一段外源即利用一段外源DNA去取代载体中的一段去取代载体中的一段DNA，而这段而这段DNA常含有一定的标记基因。这类载体常被限制酶常含有一定的标记基因。这类载体常被限制酶切为三段：左臂、隔离段和右臂。切为三段：左臂、隔离段和右臂。*有的取代型有的取代型载体亦可用作插入型载体载体亦可用作插入型载体,如如Charon4A第二十三张，PPT共四十二页，创作于2022年6月大肠杆菌大肠杆菌载体载体Charon4ASpi重组子的筛选重组子

22、的筛选第二十四张，PPT共四十二页，创作于2022年6月7)载体的遗传标记基因和重组子筛选载体的遗传标记基因和重组子筛选由于由于载体或重组载体或重组DNA是通过感染途径进入宿主细胞的，因而是通过感染途径进入宿主细胞的，因而形成的噬菌斑就是一个明显的标记。用于重组子检测的遗传标形成的噬菌斑就是一个明显的标记。用于重组子检测的遗传标记基因主要有记基因主要有lacZ基因。不管是用插入或取代法，该标记基因均会基因。不管是用插入或取代法，该标记基因均会失活。失活。利用利用spi-选择重组子选择重组子：野生型：野生型不能在不能在P2溶源化菌种中成活，称之为溶源化菌种中成活，称之为spi+(sensitiv

23、etoP2interference)，这与，这与red和和gam基因有关。若用外源基因有关。若用外源DNA将这些基因取代，形成的重组将这些基因取代，形成的重组DNA分子可在分子可在P2菌中株中存活，菌中株中存活，并形成噬菌斑。并形成噬菌斑。载体载体1059、L47.1均属此类，这种选择方式亦均属此类，这种选择方式亦称之为显性选择。称之为显性选择。第二十五张，PPT共四十二页，创作于2022年6月2.P1噬菌体载体噬菌体载体1)基本结构与特征基本结构与特征i.基因组长基因组长88kb,在噬菌体颗粒中的在噬菌体颗粒中的DNA长长100kb,呈线状呈线状,其中约有其中约有12%的多余的多余DNA;i

24、i.可以低拷贝质粒形式存在于细菌细胞中可以低拷贝质粒形式存在于细菌细胞中,又可以烈性噬菌体形式又可以烈性噬菌体形式进行复制进行复制;iii.P1噬菌体包装原理噬菌体包装原理:渐进满头机制（渐进满头机制（processiveheadfulmechanism）底物底物:滚环复制过程形成的头尾相连串状体滚环复制过程形成的头尾相连串状体第二十六张，PPT共四十二页，创作于2022年6月包装过程包装过程:始于一个长始于一个长162bp的的P1pac位点位点，识别和切割此位点，识别和切割此位点的是的是P1编码的编码的pacase，切出的，切出的pac一端进入预制头部，当其头部一端进入预制头部，当其头部充满

25、充满DNA后，后，DNA再次被切。再次被切。第二次切割是随机的第二次切割是随机的，无特异，无特异性性DNA序列。第二轮包装则从非特异性切割出的末端开始。序列。第二轮包装则从非特异性切割出的末端开始。因此，多次包装都是从一个因此，多次包装都是从一个pac位点开始的。位点开始的。P1头部可容头部可容110Kb。pac位点位点:一端含一端含4个六聚体个六聚体(5TGATCA/G3)，另一端则有三，另一端则有三个，中间区域长个，中间区域长90bp，pacase切点位于靠近切点位于靠近90bp区的中心序列。区的中心序列。每个六聚体都有一个腺嘌呤甲基化位点每个六聚体都有一个腺嘌呤甲基化位点(damGATC

26、),pacase只作只作用甲基化的用甲基化的pac位点位点.第二十七张，PPT共四十二页，创作于2022年6月大大肠肠杆杆菌菌P1噬噬菌菌体体基基因因组组和和包包装装第二十八张，PPT共四十二页，创作于2022年6月2)P1载体载体-pAd10sacBi.优点优点i)可克隆较大插入片段可克隆较大插入片段,可插入可插入95Kb外源外源DNA，二倍于，二倍于cos质质粒载体粒载体ii)较高的转化频率较高的转化频率,12g载体载体+24g外源外源DNA105转化子转化子iii)与与YAC载体相比，它易于产生多拷贝的基因组片段载体相比，它易于产生多拷贝的基因组片段;易于获易于获得大量特定的克隆得大量特

27、定的克隆DNA;克隆过程更可靠克隆过程更可靠;克隆片段易克隆片段易于进行次克隆于进行次克隆ii.结构结构载体被二个载体被二个loxP重组位点分隔为两区重组位点分隔为两区Ampr和和Kanr区区Ampr区：来自区：来自pBR322的的ori,pac位点位点(反时针包装反时针包装),来自来自腺病毒的腺病毒的11Kb填充片段填充片段(插入到插入到Sca位点位点)Kanr区：区：Kanr(Tn903)和和Tetr基因，基因，P1质粒复制子和分质粒复制子和分离系统，离系统，P1裂解复制子，其活性受裂解复制子，其活性受lac操纵基因启动子操纵基因启动子控制控制第二十九张，PPT共四十二页，创作于2022年

28、6月大肠杆菌大肠杆菌P1噬菌体载体噬菌体载体pAd10sacB第三十张，PPT共四十二页，创作于2022年6月P1噬菌体载体构建噬菌体载体构建基因组文库的示意图基因组文库的示意图pAd10sacBScaI+BamHI长臂长臂+短臂短臂加入外源加入外源DNA片段片段重组重组DNA分子分子离体包装离体包装感染宿主细胞感染宿主细胞第三十一张，PPT共四十二页，创作于2022年6月 SacB基因基因:编码一种编码一种将蔗糖转化为果聚糖的酶将蔗糖转化为果聚糖的酶，当含该基因的细胞培，当含该基因的细胞培养在养在2%以上蔗糖培养基中时以上蔗糖培养基中时,果聚糖积累在细胞周质空间内，导致大肠杆果聚糖积累在细胞

29、周质空间内，导致大肠杆菌细胞死亡菌细胞死亡SacB基因被克隆到原基因被克隆到原Tetr基因的基因的BamHI-SalI间间,在其上游加上在其上游加上E.coli基基因启动子因启动子,克隆位点克隆位点BamHI位于这两个位于这两个DNA片段间片段间,外源外源DNA片段插入时片段插入时可进行可进行显性筛选重组子显性筛选重组子为了为了使使sacB基因自发突变减小到最小限度基因自发突变减小到最小限度,sacB基因上游还有一个基因上游还有一个P1C1阻遏物结合位点阻遏物结合位点与其启动子重叠。与其启动子重叠。凡是表达凡是表达P1C1基因的细胞，基因的细胞，sacB基因表达受阻，在无蔗糖条件下，这种细胞会

30、生长得更好基因表达受阻，在无蔗糖条件下，这种细胞会生长得更好iii.克隆策略克隆策略3.3kb短臂短臂：含：含pac,loxP,无启动子的无启动子的sacB26kb长臂长臂:含含P1裂解复制子，裂解复制子，Kanr，P1质粒复制子，质粒复制子，loxP位位点点第三十二张，PPT共四十二页，创作于2022年6月包装包装:重组重组DNA分子先用分子先用pacase或抽提物或抽提物酶切酶切pac位点，然后用抽位点，然后用抽提物提物（含头部和尾部）进行包装直至头部充满（含头部和尾部）进行包装直至头部充满DNA，最后与，最后与尾部相连成有感染力的重组尾部相连成有感染力的重组P1噬菌体颗粒。噬菌体颗粒。i

31、V.重组重组DNA分子形成分子形成当重组当重组DNA分子进入宿主细胞后，特异性位点重组发生在分子进入宿主细胞后，特异性位点重组发生在两个方向相同的两个方向相同的loxP位点，该过程由宿主细胞表达的重组酶位点，该过程由宿主细胞表达的重组酶（Cre）催化）催化v.宿主菌宿主菌E.coliNS3529菌菌株株基基因因型型recA-，lacq，mcrABC，mrr:recA-:防防止止插插入入DNA片片段段内内的的同同源源重重组组，以以免免发发生生重重排排;lacq:抑抑制制P1裂裂解解复复制制子子的的激激活活,使使P1质质粒粒复复制制子子在在细细胞胞中中以以单单拷拷贝贝形形式式存存在在，亦防止外源亦

32、防止外源DNA分子重排分子重排;mcr和和mrr:抑制富含抑制富含GpMeC或或ApMeC插入片段的选择性丢失插入片段的选择性丢失第三十三张，PPT共四十二页，创作于2022年6月3.M13和和fd载体载体1)结构特征结构特征环状环状ssDNA，病毒颗粒呈丝状，病毒颗粒呈丝状2)复制过程复制过程：ss（+）RF(0-1min)RFRF(0-20min)RFss(+)(20min)DNA包装无严格限制包装无严格限制3)生活史生活史a.病毒粒子靠小分子衣壳蛋白和病毒粒子靠小分子衣壳蛋白和A蛋白附着于性纤毛顶端（蛋白附着于性纤毛顶端（E.coli中中F因子提供）因子提供）b.病毒病毒DNA和和A蛋白

33、进入细胞内，大部分衣壳蛋白则留在细胞膜上蛋白进入细胞内，大部分衣壳蛋白则留在细胞膜上c.病毒病毒DNA变为双链复制形式（变为双链复制形式（RF）,衣壳蛋白可能为衣壳蛋白可能为DNA复制提供复制提供附着位点附着位点d.RF进行滚环复制，形成单链，同时基因与蛋白质结合进行滚环复制，形成单链，同时基因与蛋白质结合e.ssDNA环化，并形成线状的环化，并形成线状的DNA基因与蛋白质复合物基因与蛋白质复合物f.病毒病毒DNA穿膜时，基因与蛋白质被附着于膜上的衣壳蛋白取代，完整穿膜时，基因与蛋白质被附着于膜上的衣壳蛋白取代，完整病毒从细胞中释放，释放时不杀死细胞，但因感染细胞生长缓慢，仍病毒从细胞中释放，

34、释放时不杀死细胞，但因感染细胞生长缓慢，仍然可见噬菌斑然可见噬菌斑第三十四张，PPT共四十二页，创作于2022年6月M13噬菌体的生活史噬菌体的生活史第三十五张，PPT共四十二页，创作于2022年6月1）基因结构基因结构基因基因、和和编码特异性蛋白质，参与病毒颗粒的组装编码特异性蛋白质，参与病毒颗粒的组装基因基因参与参与DNA复制复制基因基因、和和编码编码M13的结构蛋白的结构蛋白基因基因参与单链复制过程中的环化作用参与单链复制过程中的环化作用基因基因是衣壳蛋白的重要组成部分是衣壳蛋白的重要组成部分2）M13mp系列载体系列载体a.特点特点：在：在IR区中插入一个区中插入一个lacZ基因，然后

35、在该基因中逐渐构建基因，然后在该基因中逐渐构建一个多克隆位点区，一个多克隆位点区，ds-DNA可用常规方法直接导入，可用常规方法直接导入，ss-DNA常用感染的常用感染的方法方法噬菌斑的形成用于选择噬菌斑的形成用于选择DNA导入的细胞，在导入的细胞，在X-Gal平板上形成的无色平板上形成的无色噬菌斑检测重组子噬菌斑检测重组子b.优点优点：易于获得：易于获得ss-DNA用于用于DNA序列测定和基因突变，从细序列测定和基因突变，从细胞中易于检测分离到胞中易于检测分离到RF型的型的ds-DNA用于外源用于外源DNA重组重组M13mpM13mp系列载体的多克隆位点区系列载体的多克隆位点区第三十六张，P

36、PT共四十二页，创作于2022年6月四四.COS质粒载体质粒载体1.结构特点结构特点：在普通质粒载体中插入一个或两个来自在普通质粒载体中插入一个或两个来自的的cos位点片段位点片段,双双cos载体比单载体比单cos载体易于重组载体易于重组 l lcos位点的精细结构位点的精细结构cos长长200bp，由以下几个亚单位组成：，由以下几个亚单位组成：a.cosN由由末端酶的末端酶的gpA亚基识别和切割，产生亚基识别和切割，产生5-12n.t突起；突起；b.cosB分别位于分别位于cosN的两侧，称之为的两侧，称之为cosBL（左侧）和（左侧）和cosBR（右侧），为（右侧），为蛋白质结合位点蛋白质

37、结合位点。R1、R2和和R3长长16bp，其中有，其中有12个个n.t相等，可与相等，可与gpNul蛋白蛋白进行体外结合。进行体外结合。R4与上述三个与上述三个R片段仅有片段仅有8个个n.t相等，不能与相等，不能与gpNul蛋白进行蛋白进行体外结合，但可以和全酶结合（体外结合，但可以和全酶结合（ATP存在时）。存在时）。I1为为IHF结合位点。结合位点。第三十七张，PPT共四十二页，创作于2022年6月COS位点的结构位点的结构第三十八张，PPT共四十二页，创作于2022年6月2.优点优点.容量大（可达容量大（可达48kb），用于基因簇的克隆），用于基因簇的克隆.形成的重组形成的重组DNA分子

38、可进行体外包装，并能感染分子可进行体外包装，并能感染E.coli细细胞（在细胞内不能形成噬菌体颗粒，因而不能胞（在细胞内不能形成噬菌体颗粒，因而不能形成噬菌斑）形成噬菌斑）.操作简便，可直接转化细胞操作简便，可直接转化细胞.对重组对重组DNA分子长度具有选择性包装分子长度具有选择性包装3.遗传标记遗传标记：与质粒载体相同，利用抗生素抗性选择转与质粒载体相同，利用抗生素抗性选择转化子化子 例子例子:pJB8和和C2XB第三十九张，PPT共四十二页，创作于2022年6月COS质粒载体结构图质粒载体结构图第四十张，PPT共四十二页，创作于2022年6月五五.噬粒载体（噬粒载体（phagemid）1.

39、结构特点结构特点：在质粒载体中插入一段在质粒载体中插入一段M13或或fd的复制起点，的复制起点，其插入方向决定在噬菌体颗粒中形成正链还是负链其插入方向决定在噬菌体颗粒中形成正链还是负链2.优点优点.可以质粒方式复制，高拷贝存在于可以质粒方式复制，高拷贝存在于E.coli细胞中，便于大量细胞中，便于大量提取质粒提取质粒DNA用于用于DNA重组重组.当有辅助噬菌体存在时（如当有辅助噬菌体存在时（如M13K07和和R408），噬质粒），噬质粒重组重组DNA分子将以分子将以f1复制起点开始进行复制，形成单链复制起点开始进行复制，形成单链DNA和噬菌体颗粒，形成的单链和噬菌体颗粒，形成的单链DNA可用于定序和特可用于定序和特异位点突变异位点突变第四十一张，PPT共四十二页，创作于2022年6月感谢大家观看第四十二张，PPT共四十二页，创作于2022年6月