感受态细胞和质粒DNA的转化
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质粒DNA转化感受态大肠杆菌一、实验原理转化(transformation)是将一种生物(供体)的遗传物质(通常为DNA)转入另一种生物(受体)并使其在受体中得以保存和繁殖的过程。
大肠杆菌不是天然感受菌,在低温(0~5℃)环境下经CaCl2处理,细胞壁变松变软后能摄入外源DNA,这种状态称为感受态细胞(competent cell)。
质粒DNA或重组DNA粘附在细菌细胞表面,经过42°C短时间的热击处理,促进吸收DNA.然后在非选择培养基中培养一代,待质粒上所带的抗菌素基因表达,就可以在含抗菌素的培养基中生长。
二、实验材料准备1. 器材微量移液取样器,移液器吸头,恒温水浴锅,制冰机,恒温摇床,培养皿(已铺好固体LB-Amp),超净工作台,酒精灯,玻璃涂棒,1.5 ml Eppendorf管,50 ml离心管,乳胶手套,恒温培养箱2. 试剂LB液体培养基、LB固体培养基、100mg/ml 氨苄青霉素(或卡拉霉素) 、感受态细胞3. 材料处理转化之前超净台紫外照射15-20min;枪头、50ml离心管需提前灭菌,烘箱烘干;液体LB培养基灭菌后放到冷库,防止长菌;三、转化1.从-70℃冰箱中取200μl感受态细胞悬液,置冰上解冻1-2 min。
2.加入质粒DNA溶液(含量不超过50ng,体积不超过10μl),轻轻摇匀,冰上放置30分钟。
3.42℃水浴中热击90秒, 然后迅速置冰上2min,整个过程不要振荡菌液。
4.向管中加入200μl LB液体培养基(不含抗生素),混匀后37℃振荡培养(225 rpm)1小时,使细菌恢复正常生长状态,并表达质粒编码的抗生素抗性基因。
5. 将上述菌液摇匀后涂布于含Amp(或kna)的LB琼脂平板上,正面向上放置半小时,待菌液完全被培养基吸收后,37℃倒置培养12-16小时。
四、注意事项1.加液体LB培养基之前观察其是否长菌2.玻璃涂布棒上的酒精熄灭后稍等片刻,待其冷却后再涂3.提前打开水浴锅,将温度调到42度4.实验目的是表达蛋白,可热击完直接涂平板;目的是质粒扩增或后续要PCR,需在热击后37℃振荡培养复苏1小时5.实验室常用的用于质粒扩增的感受态菌是Top10,用于质粒表达的感受态菌是BL21 Star(DE3)。
实验四质粒的转化质粒的转化是指将质粒或以它为载体构建的重组子导入细菌的过程。
将连接产物转化到感受态细胞中,实现重组克隆的增殖,便于后续分子操作。
可以采用多种方法筛选和鉴定目的克隆。
实验目的:掌握热激法或电转化法转化大肠杆菌感受态细胞及转化子的鉴定方法。
实验材料:外源片段与载体的连接产物;大肠杆菌感受态细胞。
实验原理:(1)热激法:大肠杆菌在0℃ CaCl2低渗溶液中,菌细胞膨胀成球形,转化混合物中的DNA形成抗DNase的羟基-钙磷酸复合物粘附于细胞表面,经42℃短时间热冲击处理,促进细胞吸收DNA复合物,在丰富培养基上生长数小时后,球状细胞复原并分裂增殖。
在被转化的细胞中,重组子基因得到表达,在选择性培养基平板上可挑选所需的转化子。
(2)电转化法:外加于细胞膜上的电场造成细胞膜的不稳定,形成电穿孔,不仅有利于离子和水进入细菌细胞,也有利于孔DNA等大分子进入。
同时DNA在电场中形成的极性对于它运输进细胞也是非常重要的。
热激法转化实验步骤:1.制备选择性培养基平板:在融化的250ml LB固体培养基中(冷却止55摄氏度以下)加入Amp至终浓度50μg/ml,混匀后倒入灭菌培养皿中;2.取出1管制备好的感受态细胞,放在冰上融化;3.每100μl感受态细胞加入约20ng质粒DNA,轻轻混匀,在冰上放置30分钟;4.热击:将离心管放置42℃水浴,热击90秒,注意:勿摇动离心管;5.冰镇:快速将离心管转移至冰浴,放置1-2分钟;6.复苏:每管加400 μl LB培养基,在37℃摇床温和摇动温育45分钟,使细菌复苏;7.布皿:取适当体积均匀涂布于含有、抗生素(Amp)的LB平板;8.培养:倒置培养皿,于37℃培养12-16小时即可观察到白色的菌落,即为转化子。
质粒转入感受态细菌的原理
质粒转入感受态细菌的原理是通过一种称为转化的机制进行的。
转化是细菌之间通过吸收外源DNA并将其融合到自身基因组中的过程。
感受态细菌是对外源DNA(如质粒)具有接受能力的细菌。
转化包括以下几个步骤:
1. 准备感受态细菌:通常使用复苏液处理细菌,复苏液中包含一些醣化剂或离子(如Ca2+)等物质,可以使细胞膜变得更容易渗透。
2. 吸收外源DNA:将质粒与感受态细菌一起暴露在低温、高电压或添加特定溶液条件下,使质粒能够进入细菌细胞。
3. DNA融合:在感受态细菌内,外源DNA通过DNA酶等酶的作用,与细菌染色体发生重组。
这样,外源DNA的片段可以被整合进细菌基因组中。
通过上述步骤,质粒可以被转入感受态细菌中。
感受态细菌在接受外源DNA后,它可能会表达质粒中的基因,从而产生质粒编码的特定蛋白质。
这种转化的机制被广泛应用于基因工程和遗传学研究中。
直接给出感受:通过质粒转化的过程,感受态细菌可以获得质粒中所携带的额外基因信息,这些额外基因信息可以被细菌利用,产生新的蛋白质,赋予细菌新的
功能或性状。
简述大肠杆菌转化法的原理
大肠杆菌转化法是一种重要的基因工程技术,用于将外源DNA片段引导入大肠杆菌细胞中。
其原理如下:
1. 准备质粒DNA:外源DNA片段被克隆到一个环状DNA分子上,称为质粒。
质粒中通常包含一个选择性的抗生素抗性基因,用于筛选带有插入物的转化菌落。
2. 制备有效的感受态细胞:将大肠杆菌细胞在低温条件下处理,使其处于亚温感受夹状态。
这样可使细胞外膜孔增大,利于DNA片段进入细胞。
3. 转化:将质粒DNA与感受态细胞混合,并通过热激冷冻法或电穿孔法等方式,增加DNA片段进入细胞的效率。
这些DNA片段会进入大肠杆菌细胞的质粒或染色体。
4. 恢复和培养:将转化后的细菌在适宜条件下恢复生长,使其表达并复制质粒中的外源DNA片段。
5. 识别重组菌落:在含有相应抗生素的培养基上培养细菌,通过筛选获得带有外源DNA片段的重组菌落。
这些菌落会在培养基中形成可见的生长。
通过大肠杆菌转化法,科研人员可以将外源DNA片段导入到细胞中,从而实现基因的增加、改变或删除。
这是基因工程研究和应用中常用的手段,对于生物医
学、农业和工业领域都具有重要意义。