基因克隆的一般流程
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以猪APOA2基因为例一.提取总RNATRIzol法提取RNATRIZOL试剂是直接从细胞或组织中提取总RNA的试剂。
它在破碎和溶解细胞时能保持RNA的完整性。
加入氯仿后离心,样品分成水样层和有机层。
RNA存在于水样层中。
收集上面的的水样层后,RNA可以通过异丙醇沉淀来还原。
在除去水样层后,样品中的DNA和总蛋白也能相继以沉淀的方式还原。
乙醇沉淀能析出中间层的DNA,在有机层中加入异丙醇能沉淀出蛋白。
共纯化DNA对于样品间标准化RNA的产量十分有用Trizol试剂可以快速提取人、动物、植物、细菌不同组织的总RNA,该方法对少量的组织(50-100 mg)和细胞(5×106)以及大量的组织(≥1 g)和细胞(>107)均有较好的分离效果。
TRIZOL试剂操作上的简单性允许同时处理多个的样品。
所有的操作可以在一小时内完成。
TRIZOL抽提的总RNA能够避免DNA和蛋白的污染。
故而能够作RNA 印迹分析、斑点杂交、poly(A)+ 选择、体外翻译、RNA酶保护分析和分子克隆。
如果是用于PCR,当两条引物位于单一外显子内时,建议用级联扩大的DNase I(Cat. No. 18068)来处理抽提的总RNA。
并且利用DNA、RNA和蛋白质在不同溶液中的溶解性质,可以通过分层分别将不同层中的RNA(上层)、DNA(中层)、蛋白质(下层)分离纯化出来,效率极好。
Trizol试剂能促进不同种属不同分子量大小的多种RNA的析出。
例如,从大鼠肝脏抽提的RNA琼脂糖凝胶电泳并用溴化乙啶染色,可见许多介于7 kb和15 kb之间不连续的高分子量条带,(mRNA和hnRNA成分)两条优势核糖体RNA条带位于~5 kb (28S)和~2 kb (18S),低分子量RNA介于0.1 和 0.3 kb之间 (tRNA, 5S)。
当抽提的RNA用TE稀释时其A260/A280比值≥1.8使用TRIzol注意事项TRIzol对人体有害,使用时应戴一次性手套,注意防止溅出。
基因克隆的一般程序
基因克隆通常包括以下步骤:
1.选择一个目标基因,并设计引物:在开始之前选择要克隆的
基因,并设计引物。
引物通常包括两个寡核苷酸序列,它们与目标基因的两端相匹配,并且在引物的末端含有限制性内切酶识别位点。
2.将目标基因PCR扩增:使用引物进行PCR扩增,从而扩增
目标基因。
PCR扩增过程中,添加限制性内切酶识别位点的
引物,则可以获得含有限制酶切割位点的PCR产物。
3.剪切PCR产物:将PCR产物用限制性内切酶进行切割,因
为PCR产物含有限制性酶切割位点,因此可以选择正确的限
制性内切酶来切割。
4.连接载体:将PCR产物和质粒(或其他载体)用T4 DNA
连接酶连接在一起。
质粒通常被用作载体,因为它们可以在细胞内稳定复制。
5.转化:将连接好的质粒导入大肠杆菌等推动器中,并将其生
长在培养基上,以让它们自我复制。
6.筛选克隆:使用蓝白斑筛选法确定哪些细菌含有转化的基因。
该方法利用质粒上的LacZ基因,这可以使含有原核素三硝基
甲酸的菌落变成蓝色,而不含此基因的细菌则是白色的。
7.确定序列:将可能的克隆 DNA 提取出来,然后将其进行测序,从而确定克隆基因的精确序列。
8.表达蛋白质:克隆基因的表达,可以用来表达蛋白质。
这可以通过让此基因插入到一个表达载体中来完成,然后将其转化至宿主细胞中,也可对其进行人工表达分析。
基因克隆的顺序
基因克隆的顺序通常包括以下步骤:
1. 选择目标基因:确定需要克隆的基因,可以是某个特定的基因,也可以是一段DNA序列。
2. 提取DNA:从源生物体中提取目标基因的DNA,通常使用DNA提取试剂盒来提取。
3. 制备质粒:选择一个适当的质粒,将其准备好作为目标基因的载体。
质粒通常是一段环状的DNA分子,可以自复制并在细胞中稳定存在。
4. 执行DNA切割:使用限制性内切酶将目标基因和质粒切割成相应的DNA片段。
内切酶是能够识别特定DNA序列并在其特定的位置进行切割的酶。
5. 连接DNA片段:将目标基因的DNA片段与质粒的DNA片段连接起来。
这可以通过DNA连接酶来实现,DNA连接酶能够催化两个DNA片段的连接。
6. 转化宿主细胞:将连接好的质粒转化到宿主细胞中,通常使用细菌作为宿主细胞。
转化可以通过电穿孔、化学方法或热激转化等方式进行。
7. 筛选重组细胞:利用筛选性培养基或标记基因等方法筛选出含有重组质粒的
细胞。
8. 纯化重组质粒:从筛选出的重组细胞中提取重组质粒。
9. 分析重组质粒:对提取出的重组质粒进行测序、限制性酶切等分析,确认克隆基因的准确性。
10. 表达目标基因:如果希望表达克隆的基因,可以将重组质粒转化到表达宿主细胞中,例如真核细胞或类似细胞。
需要注意的是,基因克隆的具体步骤可能会因实验目的、实验方法和克隆体的复杂性而有所不同。
一、CDNA基因克隆的基本原理CDNAplementary DNA)是DNA的互补序列,通过反转录酶将mRNA作为模板合成的一种DNA。
CDNA基因克隆是利用逆转录酶将mRNA逆转录合成cDNA,并通过PCR或其他方法将cDNA插入到质粒载体中,实现对目标基因的克隆。
二、CDNA基因克隆的流程1. RNA提取:首先需要从细胞中提取出总RNA,可以使用TRIzol等试剂进行RNA的提取纯化工作。
2. 反转录合成cDNA:将提取得到的RNA作为模版,利用逆转录酶进行cDNA的合成。
反转录反应通常包括RNA模版、随机引物、dNTPs、逆转录酶和缓冲液,并经过一系列温度循环反应,将mRNA 逆转录成cDNA。
3. cDNA纯化:为了避免反转录反应中产生的非特异性产物和杂质,需要对反转录反应产物进行纯化。
4. cDNA扩增:对cDNA进行PCR扩增,以获得目标基因的cDNA 片段。
PCR反应体系包括cDNA模板、引物、dNTPs、Taq聚合酶和缓冲液,通过一系列温度循环反应,扩增目标基因cDNA片段。
5. 酶切与连接:将PCR扩增得到的cDNA片段与质粒载体进行酶切,并在两者的黏端上连接。
6. 转化:将连接得到的质粒转化入大肠杆菌等细菌中,使其进行复制。
7. 筛选与鉴定:通过筛选和鉴定,选出携带目标基因cDNA片段的质粒,进行测序和分析,最终确定目标基因序列。
三、CDNA基因克隆的应用CDNA基因克隆技术已广泛应用于基因克隆、基因表达等多个领域。
在科研领域中,通过CDNA基因克隆技术可以方便快捷地获得目标基因的cDNA,实现对目标基因的研究和功能分析;在医药领域,CDNA基因克隆技术也被应用于基因治疗、蛋白表达等方面。
总结:CDNA基因克隆是一种重要的基因工程技术,通过反转录酶合成cDNA并将其插入到质粒中,可以方便地获取目标基因序列,具有广泛的应用前景。
掌握CDNA基因克隆的基本原理和流程对于开展相关实验研究具有重要意义。
简述外源基因原核系统克隆表达的基本流程外源基因在原核系统中的克隆表达是通过一系列步骤来实现的。
以下是基本的流程:1. 选择质粒载体(Plasmid Vector):-选择一个合适的质粒,通常是圆形DNA 分子,具有自主复制的能力。
质粒通常包含选择标记(例如抗生素抗性基因)和表达调控元件(例如启动子、终止子等)。
2. 准备目标基因:-获取外源基因,这可以是从其他生物中克隆得到的DNA 片段。
这个基因应该编码所需的蛋白质或RNA。
3. 限制性内切酶切割:-使用限制性内切酶切割质粒载体和目标基因。
选择适当的酶,以确保两者切口相互兼容。
4. 连接(Ligation):-将切割后的质粒和目标基因连接在一起,形成重组质粒。
这一步通常涉及DNA 连接酶。
5. 转化(Transformation):-将重组质粒导入宿主细菌中。
这可以通过热激冲击、电穿孔或其他方法实现。
质粒包含抗生素抗性基因,使得只有带有重组质粒的细菌能够在含有抗生素的培养基中生长。
6. 筛选(Screening):-鉴定带有正确重组质粒的细菌。
这可以通过PCR、酶切鉴定等技术来进行。
7. 培养:-将筛选出的正常克隆株培养起来,以增大其数量。
8. 表达:-利用宿主细菌的生物机制,使得外源基因在细菌中表达。
这通常涉及到适当的启动子和终止子,以及其他调控元件。
9. 纯化:-如有必要,对表达的蛋白质进行纯化。
这可以通过各种方法,如层析、电泳等来实现。
整个流程的成功依赖于实验室技术的熟练操作和对基因工程原理的深刻理解。
这些步骤的每一步都需要谨慎操作,以确保最终得到具有期望表达产物的克隆。
一:提质粒1:提取ml的菌液放到EP管中,12000r/s 30s离心,去除菌液,加入100微升的TE 振荡混匀后加入200微升裂解液二,轻轻混匀,是使细胞破碎,同时使蛋白变性和保持其高碱性,再加入150裂解液三轻轻混匀是鞋包裂解开(最佳的效果是上层是蛋白,下层是透明的液体),离心10min,将液体转移到另一个EP管中,加入等体积的异丙醇,静置10min或更长(一般以析出的DNA为主蛋白次之),离心10min 12000rpm/s ,除去上清液,加入400微升的70%的乙醇洗(去除里面的有机溶剂,同时使DNA 沉淀),去除乙醇,室温下开口放置5-10min或放到烘箱中使乙醇挥发干,再加入20微升的水,跑胶看浓度溶液I:Tris-Cl控制PH;葡萄糖后最大的好处只是悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管子的底部;EDTA,无非就是要把大肠杆菌细胞中的所有二价金属离子都螯合掉,抑制DNase的活性,和抑制微生物生长。
溶液II:NaOH裂解细胞的作用;SDS主要是变性蛋白,也有溶解细胞的作用。
溶液III:3 M 醋酸钾钾离子置换了SDS中的钠离子形成了不溶性的PDS,而高浓度的盐,使得沉淀更完全。
SDS专门喜欢和蛋白质结合,平均两个氨基酸上结合一个SDS分子,钾钠离子置换所产生的大量沉淀自然就将绝大部分蛋白质沉淀了,同时大肠杆菌的基因组DNA也一起被共沉淀了;2 M 醋酸中和NaOH,因为长时间的碱性条件会打断DNA,所以要中和之。
25/50酚+24/50氯仿+1/50异戊醇的作用:酚抽提蛋白的作用;氯仿后可以增加比重,使得酚/氯仿始终在下层,方便水相的回收;异戊醇的添加,其作用主要是为了让离心后上下层的界面更加清晰,也方便了水相的回收。
乙醇---100%沉淀质粒的作用;70%洗质粒去离子的作用;RNase水:消化所提质粒中的RNA。
2:消化补到50微升体系,再加入5微升的RNase 放入37℃ 2-3个小时3:抽提加入150微升的TE补到200微升体系加入100微升的氯仿 100微升的苯酚充分混匀 12000rpm/s 10min 离心将上层液体转到新EP管中再像其中加入200微升的氯仿充分混匀,12000rpm/s 离心,取上层液体到新EP管中,加入1/4体积的5mol/L的NaCl 两倍体积的无水乙醇,放入-20℃ 3小时沉降后离心 12000rpm/s 10min ,70%的乙醇洗干,再晾干或烘干加20微升的水跑胶检测补充:酚氯仿法提取DNA的原理用酚抽提细胞DNA时,有什么作用?使蛋白质变性,同时抑制了DNase的降解作用。
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基因克隆的步骤一、RNA的提取1. 提取RNA前将洗净干燥的瓷研钵放入-70℃预冷10 min;2. 从液氮罐中取出样品组织放入预冷的研钵中,加液氮淹没后立即研磨,边研磨边加液氮,整个过程都不要使液氮挥干;3. 趁冷,将样品粉末50-80 mg加入1.5 mL离心管后再加入1 mL Trizol,样品体积应不超过所使用Trizol体积的10%,然后按照Trizol试剂盒说明操作;4. 室温静止5-15 min。
对于某些蛋白、多糖或脂含量很高的细胞或组织Trizol裂解后可能会有不溶物或油脂状漂浮物,需12000g、4℃离心10 min,然后吸取澄清的Trizol裂解产物至一新的离心管中;5. 每mL Trizol中加0.2 mL氯仿。
小心盖上离心管,剧烈地涡旋振荡15 sec,室温(24℃)静置3-5 min;(必需步骤)6. 12000 g、4℃离心15 min,此时混合物分成三部分:底层为苯酚-氯仿层,中间层,上层水相层,RNA完全存在水相中;7. 把小于80%的水相层(每mL Trizol约可吸0.5-0.55 mL)转移至一新的离心管中,并弃去下面的有机相(小心避免吸到中间层)。
往水相中加入异丙醇来沉淀RNA,每使用1 mL Trizol,便加500 uL的异丙醇,颠倒混匀,室温下孵育样品10 min;8. 4℃、12000 g离心样本10 min弃去上清,每mL Trizol加入1 mL 75%乙醇,涡旋混匀,室温沉淀10 min后,7500 g、4℃离心5 min,弃上清。
再用离心机甩一下(5000rpm,离心1 s);9. 小心吸走乙醇,短暂地在室温下置2-5 min,让RNA团风干,不要用离心干燥装置或真空干燥装置,因为过度干燥会导致很难用水重新溶解RNA,然后在55-60℃温浴10 min,然后-70℃保存。
[RNA](ng/uL)=A260×40×稀释倍数[DNA](ng/uL)=A260×50×稀释倍数纯DNA:OD260/OD280≈1.8(>1.9,表明有RNA污染;<1.6,表明有蛋白质、酚等污染)纯RNA:1.7<OD260/OD280<2.0(<1.7时表明有蛋白质或酚污染;>2.0时表明可能有异硫氰酸残存)二、M-MLV RT反转录1. oligo dT 1 uL + dNTP(2.5 mM)4 uL + 1-5 ug total RNA + 水= 12 uLHeat mixture to 65℃ for 5 min and quick chill on ice;2. 上述12 uL液体+ 5×Buffer 4 uL + 0.1 M DTT 2 uL + RNase OUT 1 uLMix contents of the tube,incubate at 37℃for 2 min3. 上述19 uL液体加M-MLV RT 1 uLIncubate tube at 25℃for 10 min;Incubate 50 min at 37℃;70℃for 15 min。
PCR技术克隆目的基因全过程PCR(聚合酶链式反应)是一种体外的DNA合成技术,可以通过放大目的基因序列来克隆和检测DNA。
以下是PCR技术克隆目的基因全过程的详细解释。
1.设计引物:引物是用于扩增目的基因的短DNA片段。
引物分为前向引物和反向引物,其序列分别与目的基因的5’和3’末端相互匹配。
引物的设计应该尽量避免互相形成二聚体或发生引物间杂交。
一般情况下,前向引物和反向引物的长度约为18-30个碱基。
2.DNA模板的准备:DNA模板是PCR反应中的起始材料,可以是从细胞中提取的基因组DNA、cDNA或合成的DNA片段等。
DNA模板需要经过特定的处理步骤,如酶切或热变性,以解开DNA双链结构,使得引物能够与目的基因序列起始材料结合。
3.PCR反应体系的制备:PCR反应体系通常包含DNA模板、引物、dNTPs(脱氧核苷酸三磷酸盐)、聚合酶、缓冲液和稀释的镁离子。
这些成分需要以特定的量和浓度配制在一起。
在反应体系中加入适量的聚合酶,可以保证PCR反应能够进行。
4.PCR扩增条件设定:PCR反应需要经历一系列的温度变化,这些温度的设定旨在创造一个适宜扩增引物的环境。
PCR反应通常包含三个主要的步骤:变性、退火和延伸。
变性步骤中,DNA模板的双链结构被加热到95°C,使其变性为两条单链DNA。
退火步骤中,反应体系温度降至碱基互补序列的温度,使引物能够与DNA模板结合。
延伸步骤中,反应体系温度升至适合聚合酶的工作温度,引物被复制形成两条新的双链DNA。
这三个步骤的温度和时间根据目的基因的特性和引物的设计来设定。
5.PCR扩增循环:PCR反应通常包含20-40个循环,每个循环包括变性、退火和延伸三个步骤。
每个循环都会使目的DNA序列扩增一倍。
PCR反应的循环数取决于目的基因的起始材料的丰度和所需扩增的DNA数量。
6.PCR产物检测:PCR扩增产物可以通过凝胶电泳等方法进行检测。
凝胶电泳可以将PCR扩增产物按照大小分离。