最新2分子克隆
分子克隆技术操作手册
分子克隆技术操作手册摘要：一、分子克隆技术简介1.分子克隆技术的定义2.分子克隆技术的发展历程二、分子克隆技术的原理1.基本原理2.克隆过程详解三、分子克隆技术的应用1.基因工程2.生物制药3.基因诊断4.转基因技术四、分子克隆技术的操作步骤1.设计引物2.PCR扩增3.酶切鉴定4.连接转化5.筛选重组子6.鉴定克隆子五、分子克隆技术的注意事项1.实验操作规范2.试剂选择与储存3.防止污染4.优化实验条件六、分子克隆技术的发展趋势1.高效自动化设备2.单细胞克隆技术3.基因编辑技术4.个性化医疗正文：一、分子克隆技术简介分子克隆技术是一种生物技术方法，主要用于复制特定DNA序列。
该技术在我国科研领域得到了广泛的应用，为基因研究、生物制药、转基因技术等领域提供了重要的技术支持。
自20世纪70年代以来，分子克隆技术不断发展，为生命科学研究带来了革命性的变革。
二、分子克隆技术的原理分子克隆技术的基本原理是将目标DNA片段通过PCR扩增，然后利用限制性内切酶切割得到特定片段，将这些片段连接到载体DNA上，最后将连接产物转化到受体细胞中。
在转化过程中，载体DNA与受体细胞的染色体DNA 结合，实现目标基因的复制和表达。
克隆过程详解：首先，设计一对特异性引物，使目标DNA片段在PCR扩增过程中产生特定的扩增子。
接下来，通过PCR扩增得到目的基因。
然后，利用限制性内切酶对扩增产物进行酶切，得到具有粘性末端的目的基因片段。
将目的基因片段与载体DNA连接，形成重组载体。
最后，将重组载体转化到受体细胞中，实现基因的克隆。
三、分子克隆技术的应用1.基因工程：分子克隆技术为基因工程提供了重要的技术支持，使得科学家可以对基因进行改造、编辑，进而创造新的生物品种和药物。
2.生物制药：分子克隆技术在生物制药领域具有广泛应用，如制备抗体、细胞因子、酶等生物制品。
3.基因诊断：通过分子克隆技术，可以快速、准确地检测特定基因序列，为遗传病诊断提供依据。
分子克隆技术操作手册
分子克隆技术操作手册【最新版】目录1.分子克隆技术的概念2.分子克隆技术的操作步骤3.分子克隆技术的应用4.分子克隆技术的优缺点正文一、分子克隆技术的概念分子克隆技术是一种生物技术方法，用于在体外将各种来源的 DNA 片段进行拼接组合，形成新的 DNA 分子。
这种技术可以在短时间内大量复制特定 DNA 序列，为基因工程、生物制药等领域提供重要的研究手段。
二、分子克隆技术的操作步骤分子克隆技术主要包括以下几个操作步骤：1.提取 DNA：从实验材料中提取 DNA，并通过特定方法进行纯化。
2.切割 DNA：使用限制性内切酶将 DNA 切割成特定大小的片段。
3.链接 DNA：将切割好的 DNA 片段通过 DNA 连接酶进行拼接组合。
4.转化细胞：将拼接好的 DNA 分子转化到受体细胞中，让细胞表达新的 DNA 序列。
5.筛选克隆：通过特定筛选方法，选出含有目标 DNA 序列的克隆细胞。
三、分子克隆技术的应用分子克隆技术在生物领域有广泛的应用，主要包括：1.基因工程：通过分子克隆技术，可以对特定基因进行拼接组合，研究基因的功能和调控关系。
2.生物制药：利用分子克隆技术，可以大量生产具有特定功能的蛋白质，用于药物研发和生产。
3.基因诊断：通过分子克隆技术，可以制备特定基因片段作为诊断试剂，用于疾病的早期诊断。
4.基因治疗：将正常或功能性基因通过分子克隆技术导入患者细胞，以治疗遗传性疾病。
四、分子克隆技术的优缺点分子克隆技术的优点包括：操作简便、效率高、可大量制备特定 DNA 序列。
但其缺点是：可能产生非特异性拼接、克隆产物可能不稳定、需要使用有毒的化学试剂等。
总之，分子克隆技术是一种重要的生物技术手段，广泛应用于基因工程、生物制药等领域。
分子克隆技术操作手册
分子克隆技术操作手册（实用版）目录一、引言二、分子克隆技术的概念与原理1.定义与概念2.分子克隆技术的基本原理三、分子克隆技术的操作步骤1.载体的选择与构建2.目的基因的获取与扩增3.基因片段的连接与重组4.转化与筛选5.克隆子的鉴定与分析四、分子克隆技术的应用1.在基因工程中的应用2.在蛋白质工程中的应用3.在生物制药中的应用五、分子克隆技术的发展趋势六、结论正文一、引言分子克隆技术是现代生物技术领域中的一项重要技术，它在基因工程、蛋白质工程、生物制药等领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍分子克隆技术的概念与原理、操作步骤以及应用和发展趋势。
二、分子克隆技术的概念与原理1.定义与概念分子克隆技术是指在体外将不同来源的基因片段通过基因工程技术进行拼接组装，形成一个新的基因表达载体，并将其导入受体细胞，使目的基因在受体细胞中表达的技术。
2.分子克隆技术的基本原理分子克隆技术的基本原理主要包括以下几个方面：（1）载体的选择与构建：选择适合目的基因的载体，并将其构建为重组表达载体；（2）目的基因的获取与扩增：从原始基因中获取目的基因，并通过PCR 等方法进行扩增；（3）基因片段的连接与重组：将目的基因与载体进行连接，形成重组基因表达载体；（4）转化与筛选：将重组基因表达载体导入受体细胞，并通过筛选得到表达目的基因的克隆子；（5）克隆子的鉴定与分析：对克隆子进行鉴定与分析，以确认其是否表达目的基因。
三、分子克隆技术的操作步骤1.载体的选择与构建选择适合目的基因的载体，如质粒、噬菌体等，并将其构建为重组表达载体，主要包括载体的切割、目的基因的插入、连接以及重组表达载体的转化等步骤。
2.目的基因的获取与扩增从原始基因中获取目的基因，可以通过基因合成、PCR 等方法进行扩增，获得足够量的目的基因。
3.基因片段的连接与重组将目的基因与载体进行连接，形成重组基因表达载体。
这一步通常采用 DNA 连接酶进行催化连接，同时需要使用适当的缓冲液和试剂。
分子克隆技术操作手册
分子克隆技术操作手册（实用版）目录1.分子克隆技术的概念与原理2.分子克隆技术的操作步骤3.分子克隆技术的应用领域4.分子克隆技术的优势与局限性正文一、分子克隆技术的概念与原理分子克隆技术是一种在生物体外将特定 DNA 片段复制并插入到载体DNA 中的技术。
这种技术可以使得新的 DNA 分子与载体 DNA 相结合，形成一个具有自我复制能力的 DNA 分子。
在实际应用中，分子克隆技术主要通过将目的基因与载体 DNA 连接，从而实现对目的基因的扩增和表达。
二、分子克隆技术的操作步骤分子克隆技术的操作步骤主要包括以下几个方面：1.提取目的基因：从待研究的生物体中提取需要克隆的 DNA 片段，通常使用 PCR 技术进行扩增。
2.构建载体：选择合适的载体 DNA，将其与目的基因连接，构建成一个完整的克隆载体。
3.转化受体细胞：将构建好的克隆载体转化到受体细胞中，让受体细胞表达出目的基因。
4.筛选克隆子：通过特定的筛选方法，从转化后的细胞中筛选出含有目的基因的克隆子。
5.鉴定克隆子：对筛选出的克隆子进行鉴定，确认其是否含有目的基因。
三、分子克隆技术的应用领域分子克隆技术在生物学研究中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.基因工程：通过分子克隆技术，可以将目的基因与载体 DNA 连接，实现对目的基因的扩增和表达。
2.蛋白质工程：通过分子克隆技术，可以研究蛋白质的结构和功能，为药物研发提供重要依据。
3.基因组学：通过分子克隆技术，可以对基因组 DNA 进行拼接和分析，揭示生物体的基因组结构。
4.转基因技术：通过分子克隆技术，可以将目的基因插入到载体 DNA 中，实现对转基因生物的研究和开发。
四、分子克隆技术的优势与局限性分子克隆技术在生物学研究中具有明显的优势，如操作简单、扩增效率高、可控性强等。
然而，分子克隆技术也存在一定的局限性，如克隆效率受载体 DNA 大小限制、克隆过程中可能出现突变等。
最新分子克隆——主要步骤
笔记3（分子克隆2——主要步骤）分子克隆可以分为以下几个步骤：分离制备待克隆的DNA片段————将靶DNA片段与载体在体外进行连接————重组DNA分子转入宿主细胞————筛选、鉴定阳性重组子————重组子的扩增。
1.带有目的基因的DNA片段的获得：可以用限制内切酶降解基因组DNA，再配合使用其他实验手段得到待定的DNA片段，可以用超速离心的方法分离出具有特定核苷酸组成的DNA片段，可以用mRNA做模板，用反转录酶合成互补DNA，即cDNA，也可以用化学合成的方法直接合成一段DNA。
2.重组DNA分子的构建：重组DNA分子中包括两部分，一部分是外源DNA，即目的DNA片段，另一部分是载体DNA。
用作载体的，有质粒、噬菌体或病毒DNA。
它们的基本特征是能够独立复制。
如果用同一种限制性内切酶切割这两种DNA，则它们的末端完全相同，由于有互补的单链末端序列存在，在连接酶的作用下，就可以形成重组DNA 分子。
在没有互补单链末端的情况下，也可以用酶学方法造成一个互补单链末端之后再进行连接。
3.重组DNA分子的转化和重组克隆的筛选：重组DNA分子必须进入宿主细胞中，才能得到扩增和表达．这个过程叫做转化。
大肠杆菌是目前使用最广泛的宿主细胞。
除此以外．其他细菌、酵母、哺乳动物细胞等也可作为宿主细胞，可以根据实验的需要加以选择。
在被转化的宿主细胞中，不同的单个细胞(在平板上表现为单个菌落，亦称克隆)中可能含有不同的重组质粒或非重组质粒，因此必须进行筛选，以便确定哪些是重组克隆。
筛选可以使用抗菌素抗性或其他方法，依载体的性质而定。
4.特定重组克隆的鉴别：由于重组克隆往往是较多的，而在某一克隆实验中，我们感兴趣的目的克隆只有一个或几个，所以需要进一步鉴别。
使用的方法主要有核酸杂交法和免疫化学法。
此外，找出了目的克隆之后，还需要根据实验的目的，进一步弄清目的克隆中外源DNA片段上的基因的结构和功能。
主要有酶切图谱的制定，基因在DNA 片段上的精确定位，确定是否有内含子，DNA序列分析，离体翻译实验，外源基因在某些宿主细胞中的表达及产物的提纯等。
分子克隆原理
分子克隆原理分子克隆是指利用DNA重组技术，将感兴趣的DNA片段插入到载体DNA中，然后将这些重组的DNA导入到宿主细胞中，使其在宿主细胞中复制和表达的过程。
分子克隆技术是生物学研究中的重要工具，它不仅可以用于基因的克隆和表达，还可以用于分析基因的结构和功能，研究蛋白质的结构和功能等。
分子克隆的原理主要包括DNA片段的获取、载体DNA的选择、DNA片段与载体的连接、重组DNA的导入宿主细胞等几个步骤。
首先，要获取感兴趣的DNA片段，可以通过PCR扩增、限制酶切割等方法进行。
PCR扩增是指利用DNA聚合酶酶和引物将目标DNA片段在体外进行大量复制，从而获得大量的目标DNA片段。
限制酶切割是指利用特异性的限制酶切割DNA，从而获得特定的DNA片段。
其次，选择合适的载体DNA。
常用的载体包括质粒、噬菌体、人工染色体等。
质粒是一种环状的DNA分子，可以在细菌中进行复制和表达。
噬菌体是一种侵染细菌的病毒，可以将外源DNA插入到其基因组中。
人工染色体是一种由人工合成的染色体，可以在宿主细胞中稳定复制和表达。
然后，将DNA片段与载体DNA连接。
这一步通常需要利用DNA 连接酶将DNA片段与载体DNA连接起来，形成重组DNA。
连接后的重组DNA可以通过转化、转染等方法导入到宿主细胞中。
最后，重组DNA在宿主细胞中进行复制和表达。
宿主细胞通常选择大肠杆菌、酵母菌、哺乳动物细胞等。
在宿主细胞中，重组DNA会进行复制，使得宿主细胞中含有大量的重组DNA。
重组DNA还可以通过转录和翻译过程进行表达，从而产生感兴趣的蛋白质。
总的来说，分子克隆原理是利用DNA重组技术将感兴趣的DNA 片段插入到载体DNA中，然后导入宿主细胞中进行复制和表达。
这一技术在基因工程、蛋白质表达、基因功能研究等领域有着广泛的应用，对于推动生物学研究和生物技术的发展起着重要的作用。
分子克隆技术操作手册
分子克隆技术操作手册摘要：一、分子克隆技术简介二、分子克隆实验材料与设备三、分子克隆实验步骤1.设计引物2.合成目的基因3.构建表达载体4.转化受体细胞5.筛选转化子6.鉴定目的基因四、分子克隆实验注意事项五、实验结果分析与应用正文：一、分子克隆技术简介分子克隆技术是一种生物技术方法，通过复制特定DNA序列，将目的基因在受体细胞中稳定表达。
该技术在基因工程、生物科学等领域具有广泛应用，有助于研究基因功能、蛋白质表达及药物筛选等。
二、分子克隆实验材料与设备1.实验材料：DNA模板、引物、dNTPs、DNA聚合酶、缓冲液等。
2.实验设备：PCR仪、离心机、电泳仪、凝胶成像系统等。
三、分子克隆实验步骤1.设计引物根据目的基因序列，设计一对互补的引物。
引物应具备一定的特异性，避免非特异性扩增。
2.合成目的基因利用PCR技术，以DNA模板为基础，通过引物扩增目的基因。
反应条件需根据所使用DNA聚合酶的要求进行优化。
3.构建表达载体将目的基因与载体DNA连接，形成表达载体。
常用的载体有质粒、噬菌体等。
4.转化受体细胞将构建好的表达载体转化到受体细胞中，如大肠杆菌、酵母等。
转化方法有化学法、电转化法等。
5.筛选转化子转化后的受体细胞在含相应抗生素的培养基上生长，筛选出含有目的基因的转化子。
6.鉴定目的基因对筛选出的转化子进行进一步鉴定，如DNA测序、基因表达分析等。
四、分子克隆实验注意事项1.实验过程中要保持无菌操作，避免污染。
2.选择合适的引物长度和退火温度，以提高扩增特异性。
3.转化受体细胞时，注意操作力度，避免细胞损伤。
4.筛选转化子时，严格控制抗生素浓度，避免过度筛选。
五、实验结果分析与应用1.分析PCR产物，判断目的基因是否成功克隆。
2.鉴定目的基因的表达水平，评估实验效果。
3.将成功克隆的目的基因应用于基因敲除、基因表达等研究。
通过以上步骤，您可以顺利完成分子克隆实验。
实验过程中需严格操作，确保实验结果的准确性。
分子克隆技术及其应用
分子克隆技术及其应用分子克隆技术是指利用特定的分子生物学方法，在实验室中制备出与原细胞完全一致的生物体或物质的一种技术。
这种技术于1970年代被首次开发并应用，随着技术的不断完善，现今已广泛应用于基因工程、生物医药、农业等领域。
一、基本概念及原理分子克隆技术包括以下基本步骤：1.基因重组 2.转化 3.繁殖 4.筛选。
其中，基因重组指将被复制的DNA序列插入向量DNA中，形成重组质粒；转化是将重组质粒引入宿主细胞中，形成重组宿主细胞；繁殖是让重组宿主细胞自我复制，使其得到强大的繁殖能力；而筛选则是从繁殖出的重组宿主细胞中筛选出目的基因并放大。
具体而言，基因重组可以通过酶切、连接、转移等操作实现。
首先，将要克隆的DNA序列以及向量DNA进行酶切，用限制酶切分别切断它们的中间部分，得到“粘性末端”。
接着，将两者的“粘性末端”连接起来，形成插入向量，再将其转移到细胞中。
重组宿主细胞的选择一般依据所传递的向量类型选择合适的细胞系，如大肠杆菌、酵母等。
繁殖过程中，选定的细胞在合适的培养基中生长繁殖，细胞数目呈指数级增长，几天后细胞就可达到数百万个。
最后，通过特定的方法筛选出所需的克隆基因就完成了整个克隆过程。
二、分子克隆技术的应用分子克隆技术已成为现代生物技术的重要手段，被广泛应用于基因工程、生物医药、农业等领域。
1.基因工程分子克隆技术的应用最为广泛的领域，也是发展得最为成熟的领域之一。
利用分子克隆技术，科学家们可以构建基因工程菌株，来生产大量特定的蛋白质，如生长激素、乳糖酶等，以及进行人工基因的定点突变。
此外，还可利用分子克隆技术将外源基因植入植物、微生物等生物体中，来实现短期内大规模的基因导入，如通过基因工程技术开发新品种作物等。
2.生物医药分子克隆技术也为生物医药领域带来了新的变革和机遇。
利用它可以生产出各种高质量的同位素、抗体、药物、疫苗等生物标本，以及对病毒、细菌、疾病等进行精准治疗。
也可以用于研究基因的构造、调控和功能等信息，进一步提高人类对癌症、心脑血管疾病等重大疾病的认识和治疗水平。
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BamH Ⅰ
GGATCC CCTAGG
(4)酶靶顺序大小是很重要的，它决定产生特定DNA中段的大小。
若DNA碱基组成是均一的，限制酶切点是随机的，那么对于： ① 要求4bp靶序列如HpaⅡ,MboⅠ等在庞大DNA链上平均44核苷 酸即可遇到一个靶序列，即1/256 ② 同理，要求6bp的酶，则平均46遇到一个靶序列，即1/4096。
MboⅠ和 SauSⅠ（ －NN↓GATCNN-3′） -NNCTAG↓NN-5′
(2)识别顺序同，切割位点不同，如：
SmaⅠ CCC↓GGG 和 XmaⅠ C↓CCGGG
(3)识别与切割相同，但其中一酶可以切“修饰” （甲基化*），另一酶不能。如：
HpaⅡ→CCGG 和 MspⅠ→CCG*G
MboⅠ→GATC 和 Sau 3A →GA*TC
3′－G↑ACGT C－5′ 3′－G
ACGTC－5′
还有一些酶沿对称轴切割DNA，产生平端或钝端（blunt end） 如SmaI:
5′－CCC↓GGG－3′ 5′－CCC
GGG－3′
3′－GGG↑CCC－5′ 3′－GGG
CCC－5′
几种特殊的内切酶
1．异源同工酶（Isoschizomers）也称同裂酶:来源 不同，识别顺序相同，切割方式可同可不同： (1)识别顺序与切割方式同，如：
特点：分子水平操作，细胞水平表达
基本原理
目的基因的获取 克隆载体的选择和构建 外源基因与载体的连接
DNA导入受体菌 重组体的筛选 克隆基因的表达
第二节 工具酶
常用的工具酶（tool enzymes）有：
1.限制性核酸内切酶（resriction enzymes,restriction endonadease) 2.DNA连接酶（DNA ligase,ligase) 3.逆转录酶(reverse transcriptase) 4.DNA聚合酶(DNA polymerase,DNA pol) 5.核酸酶(nuclease) 6.末端转移酶(terminal transferase) 7.碱性磷酸酶(BAP或CIP) 以1. 和2. 最为常用，最为重要。工具酶现已商品化。
识别序列前后
100-1000bp
修饰作用 有
Ⅱ
双链DNA
Mg2+
特异 特定
之中
无
Ⅲ
双链DNA
Mg2+ ATP
特异 特定
之后25bp~27bp
有
限制酶的识别位点
一般特征（4点）：
（1）Ⅱ型酶识别的特殊DNA序列称为限制酶的识别位点（或切 割位点）。
（2）它能识别DNA的4－6bp的回文序列并水解该部分的核苷键。 一般来说是4－6bp，有6个以上的，但没有4个以下的。 （3）识别顺序呈二重对称，即1800旋转对称。如：
如：EcoR Ⅰ（*）
Ⅱ型限制酶切口特点
如EcoRI切割后产生5′末端突出的粘性末端；
5′－G↓AATT C－3′ 5′－G-OH
p-AATTC－3′
3′－C TTAA↑G－5′ 3′－CTTAA
G－5′
PstI切割后产生3′末端突出的粘性末端：
5′－C TGCA↓G－3′ 5′－CTGCA-OH p-G－3′
一、限制性内切酶
定义：特异性识别双链DNA并进行切割的酶。 内切：在DNA内部切割 限制性：识别特异位点切割
------GAATTC-----------CTTAAG------
EcoRⅠ酶切位点
命名（1973年Smith 原则、Ⅱ型酶）
根据分离此酶微生物的学名，一般取3个字母。 第一个字母大写 该微生物属名前的第一个字母 第二、三个字母小写 该微生物种名前的2个字母 第四个字母大写 有变种或品系的第一个字母 罗马字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 从一种微生物中发现了几种不同特异性限
特点
Ⅱ型限制酶： 识别4-6个核苷酸 识别的核苷酸具有回文结构 可以形成平末端、粘末端 切口概率 星号活力
星号活力定义：
限制酶在非标准反应条件下，能够切割一些与其 特异识别的序列类似的序列的现象。
影响因素：甘油浓度过高，低离子强度，限制酶用量过大，
高PH，有机溶剂污染
表示方法：在相应的酶上加星号表示。
2分子克隆
本章，我们讨论4个问题： 1. 什么是DNA克隆技术——DNA克隆技术的概念。 2. 为什么能进行DNA克隆技术——DNA克隆技术的原理
和技术路线。 3.怎样进行DNA克隆技术——DNA克隆技术的步骤
（DNA体外重组，重组DNA导入宿主细胞后扩增和表 达，基因工程后处理） 4. DNA克隆技术的应用和前景——对于医学来说即生产 基因工程产品、开展基因治疗等。
2.一个位点包含在另一个位点之中 HpaⅡ CC↓GG SmaⅠ CCC↓GGG SmaⅠ的6个bp
含HpaⅡ的4个bp顺序，所以HpaⅡ 能识别与切割 SmaⅠ的6个bp，但含有HpaⅡ的ccgg的其它6核苷酸 顺序不能被SmaⅠ切割。 3．同尾酶
指来源不同、识别靶序列不同但产生相同的粘性末端的
The Double Helix (1953) The foundation of molecular biology
Francis H. Crick James D. Watson
中 心 法 则
二、基因克隆的特点和技术路线
技术路线：
1 分离制备目的DNA片段和载体 2 目的DNA与载体的剪切 3 目的DNA与载体的连接 4 重组DNA分子转化宿主细胞 5 筛选阳性克隆，大量扩增
制酶，按发现顺序排列
如EcoRⅠ是指从大肠杆菌（Escherichia coli） R 株分离得到的第一种限制酶。
命名
酶的来源
酶的名称
Haemophilus influenzae d
属名
种名 株系
Hind Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
分类
Ⅰ
DNA底物 双链DNA
辅因子
Mg2+ ATP SAM
识别序列 特异
切割位点 非特定
核酸内切酶。
BamHⅠ G GATC C BclⅠ T GATC A
C CTAG G
A CTAG T
二．DNA连接酶
1. DNA连接酶： 大肠杆菌染色体编码 粘末端连接 NAD+供能
2. T4 DNA连接酶：大肠杆菌T4噬菌体DNA编码 粘末端、平末端连接 已知唯一平末端连接酶 ATP供能
DNA 连 接 酶 是 基 因 工 程 重 要 的 工 具 酶 ， 常 用 T4DNA ligase. （一）功能：催化有互补顺序的两个DNA分子的粘性末 端或平头末端3’－OH、5’－P连接作用。 （二）来源－噬菌体T4感染E coli分离的一种单链多肽酶、 MW.68KD。 （三）催化反应：