(二)质粒DNA的制备
有多种分离质粒的方法,如碱裂解法、煮沸裂解法、层析柱过滤法等。
目前一般使用碱变性法制备质粒DNA。这个方法主要包括培养收集细菌菌体,裂解细胞,将质粒DNA与染色体DNA分开及除去蛋白质和RNA。
1.碱变性法质粒提取的原理:
根据共价闭合环状质粒DNA与线性染色体DNA片断之间,在拓扑学上的差异而发展出来的。
在pH值12.0~12.5范围内时,线性的DNA会被变性而共价闭合环状质粒DNA却不会被变性。
通过冷却或恢复中性pH值使之复性,线性染色体形成网状结构,而cccDNA可以准确迅速复性,通过离心去除线性染色体,获得含有cccDNA的上清液,最后用乙醇沉淀,获得质粒DNA。
2.碱变性法提取质粒的步骤:
(1)取1.5毫升含质粒的大肠杆菌过夜培养物,加在微量离心管中,离心收集细胞沉淀;
(2)加入100微升冰冷的溶液I,(50mM葡萄糖, 25mM Tris-HCl PH=8.0, 10mM EDTA)涡旋震荡悬浮菌液。
(3)加入200微升新配制的溶液II,(0.2M NaOH,1.0%SDS)缓缓混匀置室温5分钟。
(4)加入150毫升冰冷的溶液III,(醋酸钾29.4克,冰乙酸11.5毫升,加蒸馏水至100毫升)颠倒离心管10次后,冰浴5分钟。
(5)离心的上清液用苯酚抽提数次,用乙醇沉淀收集质粒DNA。
(三)质粒载体的改造
⑴去掉不必要的DNA区段。
⑵减少限制酶的识别位点,一种酶只保留一个。(单一的限制性酶切位点)。
⑶加入易于捡出的选择性标记基因。
⑷对质粒进行安全性改造,要求质粒不能随便 转移。
⑸改造或增加基因表达的调控序列。
1、质粒pBR322
结构:
(1)氨苄青霉素抗性基因(ampr或Apr)
内部有3种限制酶单一识别位点 。
(2)四环素抗性基因(tetr或Tcr)
内部有7种,启动区内有2种限制酶单一识别位点 。
(3)DNA复制起点(ori)
pBR322质粒的优点:
(1)具有较小的分子量。
4363bp,2.6×106Da,
(2)具有两种抗菌素抗性基因可供作转化子的选择记号。
(3)具较高的拷贝数,而且经过氯霉素扩增之后,每个细胞中可累积1000~3000个拷贝。
(4)对多种常见的限制性内切核酸酶只含有一个能切割的位点。
2、pUC质粒载体
1987年,J.Messing和J.Vieria采用MCS技术在pBR322基础上构建的。
结构:
(1)来自于pBR322的Ori
(2)氨苄青霉素的抗性基因(ampr)。 但核苷酸序列发生了变化
(3) LacZ′基因
编码β—半乳糖酶的α—肽链即氨基末端。
(4)MCS区段
是一段用于插入外源DNA片段的特定区域,由一系列的紧密相连的限制性内切酶位点组成,而且每个限制性内切酶位点在整个载体中是唯一的。
与pBR322相比, pUC质粒载体优点:
(1)具有更小的分子量和更高的拷贝数
如pUC8为2 750bp,pUCl8为2 686bp,控制质粒复制rop基因的缺失,平均每个细胞即可达500~700个拷贝
(2)适用于组织化学法检测重组体
通过a-互补作用,利用菌落颜色筛选重组子。
(3)具有多克隆位点区段(MCS)
可以定向克隆防止载体自我连接。