常用分子生物学和细胞生物学实验技术介绍
细胞生物学和分子生物学技术的研究与应用

细胞生物学和分子生物学技术的研究与应用细胞生物学和分子生物学技术作为现代生物学的两个主要分支之一,对医学、农业、工业等领域都有广泛的应用。
在这篇文章中,我们将介绍细胞生物学和分子生物学技术的研究与应用。
一、细胞生物学技术的研究与应用1. 细胞培养技术细胞培养技术是细胞生物学的基础技术之一,它可以将细胞从生物体中分离出来并在体外培养,方便观察及研究细胞的生长、分裂、分化和信号传递等生物学过程。
细胞培养技术被广泛应用于生物医学、药物研发和基础研究等领域。
2. 显微技术显微技术是细胞生物学中不可或缺的技术之一,包括光学显微镜、电子显微镜等。
显微技术可以帮助研究人员观察到微小的生物结构和细胞活动。
例如,利用荧光显微镜可以对细胞分子进行标记,从而了解它们在细胞中的分布和功能。
3. 流式细胞术技术流式细胞术技术可以分离、鉴定和分析细胞,它能够将单个或多组细胞快速、准确且可重复地鉴定或分离出来,从而方便从细胞群体中选择特定的细胞亚型进行进一步的研究。
流式细胞术技术被广泛应用于免疫学、细胞治疗、临床诊断等领域。
二、分子生物学技术的研究与应用1. DNA测序技术DNA测序技术是一种分析DNA序列的技术,它可以通过对DNA分子的测序来了解基因和遗传变异等方面的信息,从而推动基因组学、疾病研究和个性化医疗的发展。
DNA测序技术被广泛应用于生物学、医学、农业和环境科学等领域。
2. PCR技术PCR技术是一种体外扩增靶分子DNA的技术,它可以使微量的DNA片段迅速扩增到大量复制物,从而方便进行分子分析和检测。
PCR技术被广泛应用于基因检测、药物筛选、致病因子鉴定以及病原体检测等各个领域。
3. 基因编辑技术基因编辑技术可以通过修改基因组序列来改变细胞或生物的特性。
CRISPR/Cas9技术是目前应用最广泛的基因编辑技术,它可以对特定的基因进行准确而高效的编辑。
基因编辑技术被广泛应用于基因治疗、辅助生殖、农业改良等领域。
总之,细胞生物学和分子生物学技术的研究与应用推动了生命科学领域的发展和进步,对于促进人类健康和福利具有重要意义。
深入剖析医学专业中常见的实验技术和方法

深入剖析医学专业中常见的实验技术和方法一、医学实验技术的分类与应用医学作为一门特殊的学科,其实验技术和方法在研究和治疗疾病中起着关键作用。
这些实验技术涉及到不同的领域和方向,包括分子生物学、细胞生物学、遗传学、免疫学等。
本文将深入剖析医学专业中常见的实验技术和方法。
1. 分子生物学实验技术分子生物学是一门研究生命体内发生的化学变化以及基因组结构和功能的科学,其核心是DNA的提取、PCR扩增以及基因克隆等。
DNA提取可以通过多种方法进行,如酚-氯仿法、酵素法或者商业化试剂盒。
而PCR扩增则以稳定可靠的方式复制特定的DNA片段,并常用于基因突变筛查、基因表达检测等。
此外,在进行遗传工程方面,如构建重组蛋白表达载体或者基因敲除实验等,都需要运用到基因克隆技术。
2. 细胞生物学实验技术细胞是构成我们身体各个组织和器官的基本单位,因此细胞实验技术对于研究细胞的结构和功能至关重要。
在分离和培养细胞方面,可以采用组织块法、酶解法或者悬浮培养法。
一旦成功获得了体外培养的细胞,研究人员就可以进行多种实验,如细胞增殖和凋亡检测、蛋白质表达定量以及各种信号传导途径的研究等。
3. 遗传学实验技术遗传学是研究遗传物质如何在个体和种群间传播和改变的科学。
在遗传学中最为常见的方法之一是杂交杂交分析。
通过利用两株具有不同性状特征的个体进行配对杂交,并观察后代的性状并进行统计分析,可推断出某些基因是否与该性状相关联。
此外,在现代遗传学中,还经常运用到多态分子标记技术(如RAPD、SSR等)以及基因编辑技术(如CRISPR-Cas9),这些技术可以帮助科学家识别关键基因位点、探索潜在突变信息或者进行基因组改造。
4. 免疫学实验技术免疫学涉及到人体免疫系统如何与外界抗原相互作用以及产生相应的免疫反应。
在免疫学实验技术中,酶联免疫吸附试验(ELISA)是一种被广泛采用的方法,能够定量测量特定抗原或抗体的浓度。
此外,流式细胞术也是一项重要的实验技术,可对复杂混合细胞群体进行单细胞检测、荧光标记等高级分析。
分子生物学与细胞生物学实验基本技术

分子生物学与细胞生物学实验基本技术2005-02实验一组织块培养法一、目的学习原代培养方法,从供体取得组织细胞后在体外进行的首次培养。
二、概述组织块培养法是常用的、简便易行和成功率较高的原代培养方法。
可以采用剪切法,即将组织块剪切成小块后,接种于培养瓶,组织小块贴壁24h或更长时间后,细胞就从组织四周游出。
但由于在反复剪切和接种过程中对组织块的损伤,并不是每个小块都能长出细胞。
用于组织块培养的培养瓶可根据不同细胞生长的需要作适当处理,如预先涂以胶原薄层,以利于上皮样细胞等的生长。
(本节以新生牛主动脉平滑肌培养为例)三、材料(一)仪器1.净化工作台2.恒温水浴箱3.冰箱(4℃、-20℃)4.倒臵相差显微镜5.培养箱(二)玻璃器皿1.培养皿(Φ100mm)2.吸管(弯头)3.烧杯(500ml、200ml、10ml)4.广口试剂瓶(500ml)5.玻璃瓶(250ml、100ml)6.培养瓶7.废液缸(三)塑料器皿1.吸头2.枪头3.胶塞4.EP管(四)其他物品1.微量加样枪2.眼科组织剪(直尖、弯)3.眼科组织镊(直、弯)4.12.5cm组织镊(无钩、1×2钩)5.25cm敷料镊(无钩)6.止血钳(18cm直纹式、12.5cm直纹式、弯纹式)7.解剖剪(五)试剂1.D-Hanks液2.小牛血清3.RPMI16404.双抗(青霉素、链霉素)5.1N HCl6.7.4%NaHCO3四、操作步骤1.取材:打开胸腔,无菌操作下取出主动脉胸段,浸到预先配制好的含双抗(500u/ml青、链酶素)的D-Hanks液中漂洗。
2.组织的冲洗、修剪:取出主动脉,用锋利的剪刀修剪除去周围组织,再用D-Hanks冲洗主动脉3次,除去血块及杂组织等。
3.平滑肌组织分离:纵向剖开主动脉,撕下主动脉内层,取主动脉中层的平滑肌组织,无血清RPMI1640漂洗3次。
4.剪切:将平滑肌组织用锋利的眼科剪反复剪切至剪成1mm3小块,在剪切过程中,可以适当向组织中滴加1~2滴培养液,以保持湿润。
细胞生物学和分子生物学技术在人类健康中的应用

细胞生物学和分子生物学技术在人类健康中的应用现代科学技术的不断发展,促进了人类生活的改善和健康水平的提高。
作为生命科学的重要分支,细胞生物学和分子生物学科技在人类健康中起到了极为重要的作用,成为现代医学领域中不可或缺的一部分。
本文将从以下几个方面论述细胞生物学和分子生物学技术在人类健康中的应用。
一、细胞生物学技术在人类健康中的应用细胞生物学作为生命科学的核心分支之一,是对细胞、细胞器和细胞分子等进行研究的科学。
在医学方面,细胞生物学技术被广泛应用于人类健康的监测、预防和治疗中,起到了不可替代的作用。
下面将列举几个常见的细胞生物学技术的应用。
1.细胞培养技术细胞培养技术是指将细胞单独培养于含有必需营养物质和生长因子的培养基中,使其在一定时间内进行细胞增殖和分化的科学技术。
该技术在肿瘤细胞的研究中得到了广泛应用,实现了将肿瘤细胞从体内分离出来并进行研究的目的。
通过对肿瘤细胞的分子机制研究,可以更好地阐明肿瘤发生和发展的规律。
此外,细胞培养技术还可以用于细胞治疗、干细胞研究等方面,可谓是一项不可多得的高效工具。
2.流式细胞术流式细胞术是一种细胞分析技术,它可以分别对不同类型的细胞,依据其大小、形状、表面的某种特性进行分类、分选和鉴定。
流式细胞术可以帮助医生在胰岛素依赖性糖尿病、精神病和一些恶性肿瘤等领域快速有效地识别不同的细胞子群。
同时,流式细胞术还可以用于高通量筛选化合物、病毒筛选等方面,成为监测和预防人类疾病的重要手段。
3.免疫组织化学技术免疫组织化学技术是一种在组织切片中,利用细胞表面的特异性抗原对其进行检测、定位和鉴定的技术。
该技术能直观地显示出细胞的类型、功能、形态等信息,并且具有高灵敏度和高特异性的优点。
广泛应用于病理诊断、癌症标记物筛选等方面,是现代化医疗中不可或缺的一员。
二、分子生物学技术在人类健康中的应用分子生物学技术是指利用分子遗传学、生物化学、生物物理学等技术手段,对生物分子进行研究的科学。
细胞生物学的基本实验技术和方法

细胞生物学的基本实验技术和方法细胞生物学是现代生命科学的一个重要分支,研究细胞的结构、功能、遗传和分子机制,对于理解生命的本质、疾病的发生和治疗具有重大意义。
本文将介绍一些细胞生物学的基本实验技术和方法,包括细胞培养、荧光显微镜、免疫染色、蛋白质电泳和PCR等。
一、细胞培养细胞培养是细胞生物学中最基本的实验技术之一,它是将细胞放入含有营养物质、生长因子和抗生素等的培养基中,使其在适当温度、湿度和CO2浓度下生长、增殖、分化或转化的过程。
细胞培养的方法非常丰富,可以根据细胞来源、类型、培养条件等进行分类,常用的有原代培养、细胞系、肿瘤细胞和原生动物等。
细胞培养可以用于研究细胞形态、生长特性、细胞周期、信号转导和基因调控等方面,也是制备疫苗、生产蛋白质和细胞治疗等方面的基础技术。
二、荧光显微镜荧光显微镜是一种利用荧光探针和激光光源来照射样品并检测荧光信号的显微镜,在细胞生物学中起着至关重要的作用。
荧光探针可以有机会或无机盐的形式存在,它们可以与细胞的生物分子如蛋白质、核酸等结合并发生光学反应,发射出荧光信号。
荧光显微镜具有高分辨率、高灵敏度、多重标记和实时成像等优点,可以用于研究细胞形态、结构、功能、互作和代谢等方面,还可以用于细胞追踪、基因表达、蛋白质定位和药物筛选等方面。
三、免疫染色免疫染色是一种利用抗体与特定抗原相结合来检测或定位生物分子的技术,在细胞生物学和免疫学中广泛应用。
抗体是由 B 细胞产生的一类蛋白质,它可以通过特异性与异物(如细胞表面抗原、蛋白质、核酸等)结合,从而实现对它们的检测和定位。
免疫染色有直接和间接两种方法,前者是将荧光染料或酶标记直接连接在一级抗体上,后者是将荧光染料或酶标记连接到二级抗体上,再与一级抗体结合来增强信号。
免疫染色可以用于鉴定细胞类型、检测蛋白质表达、定位细胞器、分析信号通路和检测抗体反应等方面。
四、蛋白质电泳蛋白质电泳是一种利用电场和凝胶电泳技术来分离和检测蛋白质的方法,在细胞生物学和生物化学中起着重要作用。
细胞生物学实验技术

细胞生物学实验技术细胞生物学作为生物学的一个重要分支,研究的是生命最基本的单元——细胞。
在现代科研和医学领域中,细胞生物学实验技术扮演着至关重要的角色。
本文将介绍几种常见的细胞生物学实验技术,以及它们在科学研究和实践中的应用。
一、细胞培养技术细胞培养技术是细胞生物学研究的基础,也是许多实验的起点。
通过细胞培养技术,科研人员可以将细胞在体外进行培养,以便进行各种实验。
细胞培养技术的关键是培养基的配制和培养条件的控制,包括温度、湿度、CO2浓度等。
现代细胞培养技术已经非常成熟,可以培养多种细胞系,广泛应用于细胞生物学研究、药物筛选和临床诊断等领域。
二、细胞转染技术细胞转染技术是将外源DNA、RNA或蛋白等物质导入到细胞内的技术。
通过细胞转染技术,科研人员可以研究基因的功能、蛋白的表达以及疾病的发生机制。
常见的细胞转染方法包括化学法、电穿孔法、基因枪法等。
细胞转染技术在基因工程、基因治疗和干细胞研究等领域有着广泛的应用。
三、细胞分选技术细胞分选技术是将不同类型的细胞或不同状态的细胞进行分离和分选的技术。
通过细胞分选技术,科研人员可以获得纯化的细胞群,用于后续的实验和分析。
常见的细胞分选方法包括流式细胞术、磁性珠法、荧光显微镜法等。
细胞分选技术在免疫学、干细胞研究和癌症诊断等领域有着重要的应用。
四、细胞成像技术细胞成像技术是利用显微镜等设备对细胞进行观察和成像的技术。
通过细胞成像技术,科研人员可以了解细胞的结构、功能以及动态变化。
现代的细胞成像技术包括荧光显微镜、共聚焦显微镜、原子力显微镜等。
细胞成像技术在细胞生物学、神经科学和药物研究等领域有着广泛的应用。
五、细胞分子生物学技术细胞分子生物学技术是研究细胞内分子基因组的技术。
通过细胞分子生物学技术,科研人员可以研究细胞的DNA、RNA、蛋白等分子水平的信息。
常见的细胞分子生物学技术包括PCR扩增、基因克隆、蛋白质组学等。
细胞分子生物学技术在基因表达调控、基因组编辑和疾病诊断等方面有着重要的应用。
细胞生物学的实验方法与技巧

细胞生物学的实验方法与技巧细胞生物学是研究细胞结构和功能的科学领域。
在细胞生物学中,实验方法和技巧是非常关键的。
细胞生物学的实验技术涉及到多种技术和方法,包括细胞培养、细胞分离、荧光显微镜、分子生物学等等。
在本文中,我们将会详细讨论细胞生物学中的实验方法和技巧。
一、细胞培养技术细胞培养技术是研究细胞生长、增殖、衰老等生理状态的一种重要的实验技术。
细胞培养技术通常需要使用一个适宜的培养基,该培养基还需要添加适当的营养物质和培养物质。
在培养细胞时,需要注意适宜的温度、湿度、和二氧化碳含量等因素,这些因素可以影响细胞的状态和生命活动。
另外,在细胞培养中,不可避免地会遇到一些问题,例如细胞的寿命、细胞的死亡、菌污染等问题。
为避免这些问题,需要在实验中采取一些必要的预防措施。
例如,可以使用无菌操作技术,采用CDMF等杀菌剂消毒培养器、培养器中的培养物料,这样可以有效防止细胞因菌污染而死亡。
二、细胞分离技术细胞分离技术是研究细胞的单个特性、形态和功能的一种技术。
在实验中需要利用细胞分离技术来获得一定数量的单个细胞。
细胞分离技术有多种方法,包括分离器分离、离心分离、胶体分离和酶消化等,每种方法都有其优缺点。
其中,酶消化是一种比较常见的细胞分离方法,通过加入一定量的酶,将组织内的胶原纤维、纤维素及其他基质物质消化掉,从而获得单个细胞。
在酶消化实验中,需要根据不同细胞类型、不同组织、不同生长状态等因素进行调整,以获得最佳效果。
三、荧光显微镜技术荧光显微镜技术是一种广泛用于生物学和生命科学中的高级显微镜技术。
在细胞生物学研究中,荧光显微镜技术是最常用的技术之一,因为它可以用来标记和检测细胞内的各种生物大分子,如蛋白质、核酸、酶等。
在荧光显微镜实验中,使用的荧光探针要与待检测的细胞相匹配,例如,使用荧光染料DPH来探测细胞内外膜分子的相互作用。
同时,还需注意荧光显微镜的光源选择、荧光图像的采集和分析等问题,以获得高质量的研究数据。
医学中的分子生物学和细胞生物学研究

医学中的分子生物学和细胞生物学研究一、引言在医学领域中,分子生物学和细胞生物学的研究一直受到广泛关注。
随着这两个学科的不断发展,它们已经深度融合在生物医学研究中,并对医学科技的发展和临床治疗提供了重要依据。
本文将重点讨论这两个学科在医学领域中的应用和研究进展。
二、分子生物学在医学中的应用1. 基因和遗传研究基因和遗传研究是分子生物学最为重要的应用之一。
通过对生物体的DNA和RNA进行分析和解码,我们可以深入了解基因的结构和功能,并有助于发现和治疗与基因相关的疾病,如癌症、遗传性疾病等。
例如,在癌症研究中,分子生物学技术被广泛应用于癌症基因的鉴定、识别和治疗。
对癌症基因进行分子生物学研究可以检测癌细胞中的特定遗传变异,并发现与癌症相关的代谢途径和人类基因组变化。
这有助于为癌症治疗和药物研究提供新的治疗目标和治疗策略。
2. 基因工程分子生物学技术的另一个重要应用是基因工程。
这项技术可以使科学家通过重组DNA分子来创建新的基因组、新的蛋白质、新的化合物和治疗方法。
例如,人类胰岛素是一种生长因子,其基因可以被限制性内切酶嵌入到表达载体中,然后通过细胞培养和重组技术在细胞系中大量生产。
这些基因工程技术可以被用于治疗糖尿病和其它一些慢性疾病,同时也促进了新的生物技术的发展。
3. 蛋白质分析和结构研究分子生物学技术还可以用于蛋白质分析和结构研究。
通过对蛋白质结构的研究,科学家可以了解蛋白质的功能、基础机制,以及其在疾病中的作用。
例如,酶(enzyme)在许多生物体中都起到重要的催化作用。
通过结合分子生物学技术和表达技术,我们可以快速、大量地生产酶,并通过蛋白质质谱技术进行蛋白质组学分析以了解其组成和结构。
这样,我们可以为开发新的药物和医疗设备提供更多的信息和指导。
三、细胞生物学在医学中的应用1. 细胞培养和细胞工程细胞生物学应用广泛,其中最常见的是细胞培养技术和细胞工程技术。
细胞培养技术可用于培育人类初级细胞,如免疫细胞、淋巴细胞等,同时更为广泛的是常规细胞株和细胞系的培养。
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常用分子生物学和细胞生物学实验技术介绍 (2011-04-23 11:01:29)转载▼标签:分子生物学细胞生物学常用实用技术基本实验室技术生物学实验教育常用的分子生物学基本技术核酸分子杂交技术由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的灵敏性,它已成为分子生物学中最常用的基本技术,被广泛应用于基因克隆的筛选,酶切图谱的制作,基因序列的定量和定性分析及基因突变的检测等。
其基本原理是具有一定同源性的原条核酸单链在一定的条件下(适宜的温室度及离子强度等)可按碱基互补原成双链。
杂交的双方是待测核酸序列及探针(probe),待测核酸序列可以是克隆的基因征段,也可以是未克隆化的基因组DNA和细胞总RNA。
核酸探针是指用放射性核素、生物素或其他活性物质标记的,能与特定的核酸序列发生特异性互补的已知DNA或RNA片段。
根据其来源和性质可分为cDNA探针、基因组探针、寡核苷酸探针、RNA探针等。
固相杂交固相杂交(solid-phase hybridization)是将变性的DNA固定于固体基质(硝酸纤维素膜或尼龙滤膜)上,再与探针进行杂交,故也称为膜上印迹杂交。
斑步杂交(dot hybridization)是道先将被测的DNA或RNA变性后固定在滤膜上然后加入过量的标记好的DNA或RNA探针进行杂交。
该法的特点是操作简单,事先不用限制性内切酶消化或凝胶电永分离核酸样品,可在同一张膜上同时进行多个样品的检测;根据斑点杂并的结果,可以推算出杂交阳性的拷贝数。
该法的缺点是不能鉴定所测基因的相对分子质量,而且特异性较差,有一定比例的假阳性。
印迹杂交(blotting hybridization)Southern印迹杂交:凝胶电离经限制性内切酶消化的DNA片段,将凝胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至硝基纤维素膜或其他固相支持物上,经干烤固定,再与相对应结构的已标记的探针进行那时交反应,用放射性自显影或酶反应显色,检测特定大小分子的含量。
可进行克隆基因的酶切图谱分析、基因组基因的定性及定量分析、基因突变分析及限制性长度多态性分析(RELP)等。
Northern印迹杂交:由Southerm印杂交法演变而来,其被测样品是RNA。
经甲醛或聚乙二醛变性及电泳分离后,转移到固相支持物上,进行杂交反应,以鉴定基中特定mRNA分子的量与大小。
该法是研究基因表达常用的方法,可推臬出癌基因的表达程度。
差异杂交(differential hybridization)是将基因组文库的重组噬菌体DNA转移至硝酸纤维素膜上,用两种混合的不同cDNA 探针(如:转移性和非转移性癌组织的mRNA逆转录后的cDNA)分别与滤膜上的DNA杂交,分析两张滤膜上对应位置杂交信息以分离差异表达的基因。
适用于基因组不太复杂的真核生物(如酵母)表达基因的比较,假阳性率较低。
但对基因组非常复杂的盐酸核生物(如人),则因工作量太大,表达的序列所占百分比较低(仅5%左右),价值不大。
cDNA微点隈杂交(cDNA microarray hybridization)是指将cDNA克隆或cDNA的PCR产物以高度的列阵形式排布并结合于固相支持物上(如:尼龙膜或活化的载玻片)以微点阵,然后用混合的不同DNA探针与微点阵上的DNA进行杂交。
再利用荧光、化学发光、共聚焦显微镜等技术扫描微点阵上的杂交信息。
它比差异杂交技术的效率高、速度快、成本低,适用于大规模的分析。
已成商品问世。
其缺点是无法克服保守的同源序列及重序对杂交信息的干扰。
寡核苷酸微点隈杂交(oligonucleotide microarray hybridization)是在特殊的固相支持物上原位合成寡核苷酸,使它共价结合于支持物表面,与平均长度为20-50nt的混合RNA或cDNA探针进行杂交,以提高杂交的特异性和灵敏度。
应用共聚焦显微镜可检测跨越三个数量级的杂交信息。
适用于低丰度mRNA的检测,以区分基因家族不同成员的差异表达特征,或鉴定同一转录在不同组织和细胞中的选择性剪接。
但有工作量较大、成本较高、速度较慢等弱点。
液相杂交(solution hbridization)指使变性的待测核酸单链与放射笥核素标记的已知的酸单链(探针)在溶液中保温,使之形成杂交复合物。
反应结束后,用羟磷灰石法或酶解法将未被杂交的单链和杂交双链分开,然后结膈后在杂妆分子中的探针量,就可推算出被测的核酸量。
递减杂交(subtractive hybridizatio)是利用两种来源一致而功能不同的组织细胞提取mRNA(或逆转录成的cDNA),在一定的条件下以过量的驱动mRNA或cDNA与测试的单链cDNA或mRNA进行液相杂交,通过羟基磷灰石柱层析筛选除去两者间同源的杂交体。
经多轮杂交策选、除去两者之间相同的基因成分,保留特异表达的目的基因或工基因片段。
以后者筛选cDNA文库,可获得特异表达的目的基因cDNA全长序列。
核酸原位杂交用特定标记的已知顺序核酸作为探针与细胞级或组织切片中核酸进行复性杂交并对其实行检测的方法,称为核酸原位杂交(nucleic acid hybridization in situ)。
用来检测DNA在细胞核或染色休上的分布,与细胞内RNA进行杂交以研究该组织细胞中特定基因表达水闰;还用于细胞、组织中有无特异性菌、病毒检测的研究。
该法的优点是特异性高,可精确定位;能在成分复杂的组织中进行单一细胞的研究而不受同一组织中其他成分的影响;不需要从组织中提取核酸,对于组织中含量极低的靶序列有极高的敏感性;并可完整地保持组织与细胞的形态。
因此被广泛应用于医学生物学的研究,如基因定位、基因制失,基因易位、特异基因整合部物色检测等研究。
近年来由定性发展到定量,方法更为完善。
DNA分子克隆技术(也称基因克隆技术)在体外将DNA分子片段与载体DNA片段连接,转入细胞获得大量拷贝的过程中DNA分子克隆(或基因克隆)。
其基本步骤包括:制备目的基因→将目的基因与载体用限制性内切酶切割和连接,制成DNA重组→导入宿主细胞→筛选、鉴定→扩增和表达。
载体(vecors)在细胞内自我复制,并带动重组的分子片段共同增殖,从而产生大量的DNA分子片段。
主要目的是获得某一基因或NDA片段的大量拷贝,有了这些与亲本分子完全相同的分子克隆,就可以深入分析基因的结构与功能,随着引入的DNA片段不同,有两种DNA库,一种是基因组文库(genomic library),另一种是cDNA库。
载体所谓载体是指携带靶DNA片段进入宿主细胞进行扩增和表达的工具。
细菌质粒是一种细菌染色体外小型双链环状结构的DNA,分子大小为1-20kb,对细菌的某些代谢活动和抗药性表型具有一定的作用。
质粒载体是在天然质粒的基础上人工改造拼接而成。
最常用的质粒是pBR322。
噬菌体(phaeg)噬菌体是感染细菌的病毒,按其生活周期分为溶菌型及溶原型两型。
用野生型λ噬菌体改造和构建的噬菌体载体是线性双链DNA,基因组约为50kb,最常用的哓菌体为λDNA及其衍生系列。
黏性质粒(cosmid)是由质粒与噬菌体λDNA组成的一种4-6kb的环状杂种DNA。
表达型载体将上述细菌质粒载体或噬菌体载体接上启动基因及多聚核糖体的基因序列组成了表达型载体。
基因库的建造含有某种生物体全部基历的随机片段的重组DNA克隆群体,其含有感光趣的基因片段的重组子,可以通过标记探针与基因库中的重组子杂交等方法而筛选出来,所得到的克隆经过纯化和扩增,可用于进一步的研。
其主步骤包括:(1)构建基因库迅速的载体;(2)DNA片段的制备;(3)DNA片段与载体DNA的连接;(4)包装和接种。
cDNA库的建造是指克隆的DNA片段,是由逆转录酶自mRNA制备的cDNA。
cDNA库包括某特定细胞的全部cDNA克隆的文库,不含内含子。
特异基因的筛选常用的方法有:(1)克隆筛选即探针筛选法;(2)抗体检测法,检测其分泌蛋白质来筛选目的基因;(3)放射免疫筛选法,查出分泌特异抗原的基因;(4)免疫沉淀法,进行特异基因的筛选。
核酸序列测定DNA的碱基序列决定着基因的特性,DNA序列分析(测序,sequencing)是分子生物学重要的基本技术。
无论从基因库中筛选的癌基因或经PCR法扩增的基因,最终均需进行核酸序列分析,可藉以了解基因的精细结构,获得其限制性内切酶图谱,分析基因的突变及对功能的影响,帮助人工俣成基因、设计引物,以及研究肿瘤的分子发病机制等。
测序是在高分辨率变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术的基础上建立起来的。
目前最常用的方法有Maxam-Gilbert的化学降解少和Sanger的双脱氧法等,近年来已有DNA序列自动测定仪问世。
化学降解法是在DNA的片段的5`端标记核素,然后用专一性化学试剂将DNA特异地降解,在电泳和自显影后,可得到从标记端延伸的片段供测读序列和进行比较。
一般能读出200-250个核苷酸序列。
双脱氧法是采用核苷酸链终止剂,如:2`,3`-双脱氧核苷三磷酸ddNTP(如ddTTP、ddTTP、ddGTP和ddCTP 中的一种)掺入到DNA链中以终止链的延长,与掺入4种正常的dNTP的混合物分成四组进行反应,这样可得到一组结尾长衙不一、不同专一性核苷酸链终止剂结尾的DNA 片段,经凝胶电泳分离和放射自显影,可读出合成的DNA核苷酸序列,根据碱基互补原则,可推算出模板DNA分子的序列。
化学降解法只需一化学试剂,重复性好,容易掌握;而双脱氧法需单链模板、特异的寡核苷酸引物及高质量的DNA聚合酶,便随着M13噬菌体载体的发明和运用,合成的引物容易获得,测序技术不断改进,故此法已被广泛应用。
基脱氧法的自动激光荧光测序仪,使测工作更快速和简便,而且保证高度重复性。
至于RNA测序现大多采用将mRNA逆转录成cDNA后同测序,然后反推RNA序列聚合酶链反应技术聚合酶链反应技术简称PCR技术,是一种利用DNA变性和复性原理在体外进行特定的DNA片断高效扩增的技术,可检出微量靶序列(甚至少到1个拷贝)。
在模板DNA、引物和四种脱氧核糖核苷酸存在的条件下依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应。
仅需用极少量模板,在一对引物介导下,在数小时内可扩增至100万-200万份拷贝。
PCR反应分三步:变性、退火及延伸。
以上三步为一循环,每一循环的产物作为下一个的模板,这样经过九小时的循环,每一循环的产物作为下一个循环的模板,这样经过数上时的循环后,可得到大量复制的特异性DNA片段。
反应条件一般为94℃变性30秒,55℃退火30秒,70-72℃延伸30-60秒,共进行30次循环左右,最后再延伸72℃5分钟,4℃冷却终止反应。
1.逆转录PCR(RT-PCR)用来扩增RNA的方法。
2.竞争逆转录PCR(competitive reverse transcription-polymerase chain rection C-RT-PCR)低丰度RNA定量的好方法。