载体构建流程

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载体构建SOP流程:

GenBank查询目的基因序列→根据ORF序列利用引物设计软件设计引物→表达目的基因的组织或细胞总RNA提取→RT-PCR获取目的基因→酶切目的基因和载体→分别纯化酶切的目的基因和载体并建立连接反应→转化→初步筛选阳性克隆→阳性克隆测序→测序正确的质粒保种并重提质粒

I.获取目的基因/序列片段

一.获取序列信息

通过GENBANK数据和生物信息的方法设计目的基因或目的片段引物(shRNA、miRNA)。

PCR引物的设计原则:

①引物应用核酸系列保守区内设计并具有特异性。

②产物不能形成二级结构。

③引物长度一般在15~30碱基之间。

④G+C含量在40%~60%之间。

⑤碱基要随机分布。

⑥引物自身不能有连续4个碱基的互补。

⑦引物之间不能有连续4个碱基的互补。

⑧引物5′端可以修饰。

⑨引物3′端不可修饰。

⑩避免在引物的3’端使用碱基A。

在实际设计引物中由于ORF两末端序列本身的限制,不能完全按照上述理想的设计原则,但也切记引物不能过长或过短。过长的引物不容易打开其二级结构,与模板结合缓慢,也容易形成引物二聚体,通常不超过35bp(不包括酶切位点和保护碱基)。过短的引物特异性差,扩出其它不相关片段,最终很难得到目的片段,通常不短于18bp(不包括酶切位点和保护碱基)。要将目的基因定向克隆至相应载体,需要在上下游引物两端设计不同的酶切位点,由于酶切位点位于线性末端时酶对其识别切割能力大大降低,需依据NEB目录添加相应保护碱基,酶切时可相应增加时间。

二.制备模板

1.分离高质量RNA:成功的cDNA合成来自高质量的RNA。高质量的RNA至少应保证全长并且不含逆转录酶的抑制剂,如EDTA或SDS。RNA的质量决定了能够转录到cDNA上的序列信息量的最大值。现在实验室通常使用Trizol试剂法提取总RNA,可以从多种组织和细胞中提取高质量的非降解RNA。Trizol试剂法可以从最少100个细胞或1mg组织中提取RNA。在逆转录反应中经常加入RNase抑制剂以增加cDNA合成的长度和产量。RNase抑制剂要在第一链合成反应中,在缓冲液和还原剂(如DTT)存在的条件下加入,因为cDNA合成前的过程会使抑制剂变性,从而释放结合的可

以降解RNA的RNase。蛋白RNase抑制剂仅防止RNase A,B,C对RNA的降解,并不能防止皮肤上的RNase,因此尽管使用了这些抑制剂,也要小心不要从手指上引入RNase。制备好的RNA应立即RT合成cDNA,若不马上使用应立即存于-80℃冰箱。也可以在细胞或组织加入Trizol 试剂后立即冻入-80℃冰箱,待用时再制备。我们通常都是从组织或细胞中提取RNA。从细胞提取RNA是要掌握细胞的量,注意Trizol加量,从组织中提取RNA研磨过程液氮一定不能干,尽量研碎,速度要快,提完后立即进行下步反应。

对扩增片段较长、丰度较低、复杂度较高的片段,对RNA质量要求很高,可采取oligo dT纤维柱制备较纯的mRNA,有利于制备高质量的cDNA。

防止RNA酶污染的措施:所有的玻璃器皿均应在使用前于180℃的高温下干烤6hr或更长时间;塑料器皿可用0.1% DEPC水浸泡或用氯仿冲洗(注意:有机玻璃器具因可被氯仿腐蚀,故不能使用);我们实验室采取连续高压两次,效果也不错;有机玻璃的电泳槽等,可先用去污剂洗涤,双蒸水冲洗,乙醇干燥,再浸泡在3% H2O2 室温10min,然后用0.1% DEPC水冲洗,晾干;配制的溶液应尽可能的用0.1% DEPC,在37℃处理12hr以上。然后用高压灭菌除去残留的DEPC。不能高压灭菌的试剂,应当用DEPC处理过的无菌双蒸水配制,然后经0.22μm滤膜过滤除菌;操作

人员戴一次性口罩、帽子、手套,实验过程中手套要勤换;设置RNA操作专用实验室,所有器械等应为专用。

2.RT制备cDNA:

(1)反转录酶的选择

a.Money 鼠白血病病毒(MMLV)反转录酶:有强的聚合酶活性,RNA酶H活性相对较弱。最适作用温度为37℃。b.禽成髓细胞瘤病毒(AMV)反转录酶:有强的聚合酶活性和RNA酶H活性。最适作用温度为42℃。c.Thermus thermophilus、Thermus flavus等嗜热微生物的热稳定性反转录酶:在Mn2+存在下,允许高温反转录RNA,以消除RNA模板的二级结构。

d.MMLV反转录酶的RNase H-突变体:商品名为Superscript 和SuperScriptⅡ。此种酶较其它酶能多将更大部分的RNA转换成cDNA,这一特性允许从含二级结构的、低温反转录很困难的mRNA模板合成较长cDNA。

(2)合成cDNA引物的选择

a.随机六聚体引物:当特定mRNA由于含有使反转录酶终止的序列而难于拷贝其全长序列时,可采用随机六聚体引物这一不特异的引物来拷贝全长mRNA。用此种方法时,体系中所有RNA分子全部充当了cDNA第一链模板,PCR引物在扩增过程中赋予所需要的特异性。通常用此引物合成的cDNA中96%来源于rRNA。

b.Oligo(dT):是一种对mRNA特异的方法。因绝大多数真核细胞mRNA具有3’端Poly(A+)尾,此引物与其配对,仅mRNA可被转录。由于Poly(A+)RNA仅占总RNA的1-4%,故此种引物合成的cDNA比随机六聚体作为引物和得到的cDNA在数量和复杂性方面均要小。

c.特异性引物:最特异的引发方法是用含目标RNA的互补序列的寡核苷酸作为引物,若PCR反应用二种特异性引物,第一条链的合成可由与mRNA 3’端最靠近的配对引物起始。用此类引物仅产生所需要的cDNA,导致更为特异的PCR 扩增。

三.扩增目的片段

高保真酶扩增目的片段,优化PCR条件获取特异的高保真的条带,由于此步为获取正确的目的基因,所以尽量避免PCR的突变格外重要。其中所采取的措施有:使用高保真酶、循环次数控制在25cycle左右、引物设计合理等。

PCR常出现三种情况:

1. 假阳性:出现的PCR扩增条带与目的靶序列条带一致,有时其条带更整齐,亮度更高。

2. 出现非特异性扩增带:PCR扩增后出现的条带与预计的大小不一致,或大或小,或者同时出现特异性扩增带与非特异性扩增带。

3. 什么条带都没有。