5.3.1 基因组文库构建

5.3.1 基因组文库构建

构建基因组文库就是将生物体的全基因组分成若干DNA片段,与载体DNA体外重组,然后导入受体细胞中,形成一整套含有该生物体全基因组DNA片段的克隆(图5-7)。

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图5-7 基因组文库构建

1.基因组DNA的提取和片段的制备

为了最大限度地保证基因在克隆过程中的完整性,应尽量避免用于基因组文库构建的外源DNA片段在分离纯化操作中被打断。外源DNA片段的相对分子质量越大,经进一步切割处理后,含有不规则末端的DNA分子比率就越小,切割后的DNA片段大小越均一,同时含有完整基因的概率就越大。

用于克隆外源DNA片段的切割主要采用机械断裂和限制性核酸内切酶部分酶解两种方法,其基本原则有二:第一,DNA片段之间存在部分重叠序列;第二,DNA片段大小均一。在部分酶解过程中,为了尽量随机产生DNA片段,一般选择识别序列为4对碱基的限制性核酸内切酶,如Mbo Ⅰ或Sau3A Ⅰ等,因为在绝大多数生物基因组DNA上,4对碱基的限制酶切位点数明显大于6对碱基的限制酶切位点数,从而大大增加了所产生的限制性DNA片段的随机性。从克隆操作以及插入DNA片段的回收角度上看,上述两种DNA切割方法各有利弊,机械断裂的DNA片段一般需要加装接头片段,操作较为烦琐,然而克隆的DNA片段可以从载体分子完整卸下(外源DNA片段中不含有接头片段携带的酶切位点);部分酶解法产生的限制性DNA片段可以直接与载体分子拼接,但一般情况下不利于克隆片段的完整回收。

2.载体的选择和制备

常用的载体有质粒、噬菌体、黏粒(cosmid)以及YAC。这些载体可以克隆的DNA片段长度上限分别约为10 kb、25 kb、45 kb和1000 kb。选择适宜的载体,选用适当的限制性核酸内切酶酶切载体,常选择与Sau3AⅠ或MboⅠ消化后产生GATC相同黏性末端的BamHⅠ作用。

3.载体与外源片段的连接

将基因组DNA片段与载体进行体外重组。

4.转化或侵染宿主细胞

通过转化或转导的方法将带有不同DNA片段的重组DNA分子导入受体细胞,或利用体外包装系统将重组体包装成完整的颗粒,以重组噬菌体颗粒侵染大肠杆菌。

5.重组DNA的筛选和鉴定

进行阳性菌落或噬菌斑的筛选,根据相关特性筛选获得目的基因。