分子实验报告酶切.pdfVIP

分子实验报告酶切--第1页

质粒DNA酶切、连接、转化、筛选、鉴定

实验原理

重组质粒的构建需要对DNA分子进行切割，并连接到合适的载体上进行体外重组。限

制性核酸内切酶和DNA连接酶的发现与应用，为重组质粒的构建提供了有力的工具。

限制性核酸内切酶酶切分离法适于从简单基因组中分离目的基因。质粒和病毒等DNA

分子小的只有几千碱基，大的也不超过几十万碱基，编码的基因较少，获得目的基因的方法

也比较简单。

DNA连接酶催化两双链DNA片段相邻的5’-磷酸和3’-羟基间形成磷酸二酯键。在分子克

隆中最有用的DNA连接酶是来自Ｔ４噬菌体的DNA连接酶：T4DNA连接酶。T4DNA连接

酶在分子克隆中主要用于：1、连接具有同源互补粘性末端的ＤＮＡ片段；2、连接双链DNA

分子间的平端；3、在双链平端的DNA分子上添加合成的人工接头或适配子。

目的DNA片段与载体DNA片段之间的连接方式（以TDNA连接酶为例）主要有以下几

4

种：

（一）、具互补粘性末端片段之间的连接

大多数的核酸内切限制酶都能够根据识别位点切割DNA分子，形成1~4核苷酸单链的粘

性末端。当载体和外源DNA用同一种限制性内切酶切割时，产生相同的粘性末端，连接后

仍保留原限制性内切酶的识别序列；如果用两种能够产生相同的粘性末端的限制酶（同尾酶）

切割时，虽然可以有效地进行连接，但是获得的重组DNA分子消失了原来用于切割的那两

种限制性核酸内切酶的识别序列，这样不利于从重组子上完整地将插入片段重新切割下来。

（二）、平末端的连接

载体分子和外源DNA插入片段并不一定总能产生出互补的粘性末端。实际上有许多情

况都是例外的，因为有些限制酶切割DNA分子之后所形成的都是平末端的片段；有的实验

要用两种不同的限制酶分别切割载体分子和外源DNA，形成的也多半是非互补的粘性末端

或平末端；再如用机械切割法制备的DNA片段，PCR扩增的和化学合成的DNA片段或由RNA

为模板反转录合成的cDNA片段，也不会具有互补的粘性末端。

理论上任何一对DNA平末端均能在TDNA连接酶催化下进行连接，这给不同DNA分子

4

的连接带来了方便。但是，平末端连接更为复杂，且速度也慢得多，因为一个平末端的5’

磷酸基团或3’羟基与另一个平末端的3’羟基和5’磷酸基团同时相遇的机会显著减少，通常平

末端的连接速度为粘性末端的1/10~1/100。为了提高其反应活性，一般选择16℃较为合适。

外源目的基因与载体在体外连接重组后形成重组DNA分子，重组DNA分子必须导入适

宜的受体细胞中方能使外源目的基因得以大量扩增或表达。随着基因工程的发展，从低等的

原核细胞，到真核细胞，进一步到结构复杂的高等动、植物细胞都可以作为基因工程的受体

细胞。选择适宜的受体细胞已成为重组基因高效克隆或表达的基本前提之一。

所谓受体细胞（receptorcell）又称为宿主细胞或寄主细胞（hostcell）等，从实验技术

上讲是能摄取外源DNA并使其稳定维持的细胞；从实验目的上讲是有应用价值和理论研究

价值的细胞。显然，并不是所有的细胞都可用作受体细胞。一般情况下，受体细胞的选择应

符合以下基本原则：

（1）便于重组DNA分子的导入；（2）能使重组DNA分子稳定存在于细胞中；（3）便

于重组体的筛选；（4）遗传稳定性高，易于扩大培养或发酵生长；（5）安全性高，无致病

性，不会对外界环境造成生物污染；（6）选用内源蛋白水解酶基因缺失或蛋白酶含量低的