分子克隆技术步骤
分子克隆实验流程
分子克隆实验流程一、引物的稀释1、引物干粉冻存于-20℃，用前12000rpm离心1min；2、按引物管上的nmol数稀释，nmol=4.92，加49.2µL ddH2O至100µM；3、稀释至10µM（5µL引物F+5µL引物R+40µL ddH2O）二、目的基因的扩增实验前准备：生物安全柜紫外照射30min，模板DNA、水、引物、buffer，dNTP提前10min拿出解冻，用75%酒精擦拭移液器及台面。
扩增体系：Reagent 25µL 50µL10xbuffer (含Mg2+) 2.5µL 5µLdNTP (10mM) 0.5µL 1µLrT aq酶0.25μL0.5μLprimer (10μM) 1.25μL 2.5μLTemplate DNA 2μL4μLddH2O 18.5µL 37µL反应程序：（延伸时间按目的片段大小进行调整）95℃预变性3min（95℃变性30 s，60℃退火30s，72℃延伸45s）x3572℃后延伸7min4℃保持电泳：120V，加2µLloading buffer，上样5µL，1000bp marker 5µL小胶：2%，0.6g琼脂糖，30ml 1xTAE中胶：2%，1g琼脂糖，50ml 1xTAE大胶：2%，2g琼脂糖，100ml 1xTAE三、目的产物切胶回收（试剂盒）四、连接实验前准备：SolutionI在冰上融化连接体系：Reagent 10µL胶回收DNA(50ng/μL)4µLPDM-18T载体1µLSolution I 5µL反应条件：16℃，4h（PCR仪，热盖105℃）/ 4℃过夜五、转化实验前准备：开启42℃水浴锅实验步骤：样品+阴性对照（无质粒）+阳性对照（感受态带的质粒）1、把感受态细胞TOP10从-80℃冰箱拿出并放置于冰上解冻；2、每管分装30 - 50μL感受态细胞（冰浴）；3、向感受态细胞中加入5μL连接产物，冰浴30min。
分子克隆名词解释
分子克隆名词解释分子克隆是指利用重组DNA技术，将一个生物体的遗传物质（DNA）复制并传递给另一个生物体的过程。
在分子克隆中，一个主要的步骤是将要克隆的DNA片段插入到载体DNA上，形成重组DNA，然后将其传递给宿主细胞进行复制和表达。
分子克隆有许多不同的应用领域，其中最著名的是基因工程和医学研究。
在基因工程中，分子克隆可以用于生产重组蛋白、生产转基因生物和制造药物。
在医学研究中，分子克隆可以用于研究疾病的发病机制、开发新型疗法和筛选药物靶点。
在分子克隆的过程中，有几个重要的术语需要理解。
首先是重组DNA。
重组DNA是将要克隆的DNA片段与载体DNA连接而形成的复合物。
载体DNA通常是质粒，可以在宿主细胞中自主复制和表达。
其次是限制性内切酶。
限制性内切酶是一类酶，可以识别DNA的特定序列，并在该序列上切割DNA。
这些酶在分子克隆中起到“剪刀”的作用，将DNA切割成特定的片段，用于进行重组。
另外一个重要概念是DNA合成。
DNA合成是通过化学合成方法制备DNA片段的过程。
这些合成的DNA片段可以与其他DNA片段连接，形成重组DNA。
在分子克隆的过程中，有几个关键的步骤。
首先是选择合适的限制性内切酶。
限制性内切酶的选择根据克隆的目的和需要选择不同的酶切位点。
然后是DNA切割和连接。
通过酶切和连接反应，将要克隆的DNA片段与载体DNA连接，并形成重组DNA。
接下来是转化过程。
将重组DNA导入宿主细胞，并使其进行自主复制和表达。
最后是筛选或鉴定过程。
通过筛选或鉴定宿主细胞中的重组DNA，筛选出目标克隆。
总之，分子克隆是一种利用重组DNA技术，将一个生物体的遗传物质复制并传递给另一个生物体的过程。
通过克隆可以研究基因功能、生产重组蛋白和制造药物。
分子克隆的关键步骤包括选择限制性内切酶、DNA切割和连接、转化和筛选或鉴定。
分子克隆在生物科学和医学研究中具有广泛的应用前景。
分子克隆实验标准步骤
分子克隆实验标准步骤一、常规分子克隆实验流程：二、分子克隆实验标准步骤（含实验编号）：1.PCR扩增目的基因（编号Clone SOP-1）以本实验室常用酶KOD-Plus-Neo（TOYOBO）为例体系（50ul）：10×KOD buf 5uldNTP(2mM) 5ulMg2+ 3ulPrimer1 1ulPrimer2 1ulTemplate 50-200ngKOD 0.5ulddH2O up to 50ul程序：95℃2min98℃10s58℃30s 35cycle68℃2kb/min68℃7min12℃∞2.PCR产物的琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝胶的制备（编号Clone SOP-2）琼脂糖溶液的制备：称取琼脂糖，置于三角瓶中，按1%-1.5%的浓度加入相应体积的TBE或TAE缓液，将该三角瓶置于微波炉加热至琼脂糖溶解。
胶板的制备：①取有机玻璃内槽，洗净、晾干；②将有机玻璃内槽置于一水平位置模具上，安好挡板，放好梳子。
在距离底板上放置梳子，以便加入琼脂糖后可以形成完好的加样孔。
③将温热琼脂糖溶液倒入胶膜中，使胶液缓慢地展开，直到在整个有机玻璃板表面形成均匀的胶层。
④室温下静置30min左右，待凝固完全后，轻轻拔出梳子，在胶板上即形成相互隔开的上样孔。
制好胶后将铺胶的有机玻璃内槽放在含有0.5～1×TAE（Tris-乙酸）或TBE（Tris-硼酸）工作液的电泳槽中使用，没过胶面1mm以上。
3.试剂盒回收DNA片段（编号Clone SOP-3）以本实验室常用DNA凝胶回收试剂盒（天根）为例使用前请先在漂洗液PW中加入无水乙醇，加入体积请参照瓶上的标签。
①柱平衡步骤：向吸附柱CA2中（吸附柱放入收集管中）加入500μl平衡液BL，12,000rpm(~13,400×g)离心1min，倒掉收集管中的废液，将吸附柱重新放回收集管中。
（请使用当天处理过的柱子）②将单一的目的DNA条带从琼脂糖凝胶中切下（尽量切除多余部分）放入干净的离心管中，称取重量。
DNA分子克隆技术(也称基因克隆技术)
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。
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。
分子克隆操作程序-ABclonal
分子克隆操作程序操作程序1 实验试剂及仪器1.1 试剂：质粒DNA小量试剂盒DNA 凝胶回收试剂盒DNA 产物回收试剂盒DNA 产物回收试剂盒Pfu，DNA marker，感受态DH5αBamHI酶，XhoI酶，EcoRI酶，T4 DNA ligase 1.2 实验仪器：PCR仪离心机凝胶成像系统：Tanon 2500，天能公司1.3 耗材：实验中所用到的PCR管，枪头2 试验步骤2.1 引物的稀释2.1.1引物一般以干粉形式保存于-20℃，临用前稀释。
12.1.2 由于引物呈很轻的干膜状附在管壁上，打开时极易散失，所以打开管子前请先离心10,000rpm,1min,然后再慢慢打开管盖。
然后在装有引物的管内根据引物说明书加入双蒸水稀释至10uM，盖上管盖，充分上下振荡30秒，再次离心，小离心机30秒(管上标注好引物名称、浓度、稀释时间)2.2 PCR扩增反应体系在0.2ml离心管中加入以下成分：（做多管的时候可以把除引物模板以外的组分混合后分装）轻弹混匀，离心收集管壁上的液滴至管底, 在PCR扩增仪上进行PCR反应，反应参数如下（不同基因的退火温度以及延伸时间略有差异,退火温度为引物Tm 上下5℃）94℃ 3 min94℃30sec58℃40sec72℃(1kb/min)2372℃ 8min4℃ ∞反应结束后，取2ulPCR 产物进行1%琼脂糖凝胶电泳，并以DNA Marker 6ul 做对照。
120V 恒压条件下电泳20min 后，于凝胶成像系统下观察并将电泳图贴到记录本中（扩增产物大约30ng/μl ）2.3 PCR 产物的回收2.3.1 如果扩增产物条带单一用 Axygen AP-PCR-250纯化PCR 产物，具体操作按试剂盒说明书进行（回收产物用35ul ddH 2O 洗脱两遍）2.3.2 如果出现非特异性扩增， 目的产物用AxyPrep DNA 凝胶回收试剂盒回收（AP-GX-250），具体操作按试剂盒说明书进行 （回收产物用35ul ddH 2O 洗脱两遍） 2.4目的产物及载体酶切目的产物酶切（在1.5ML 离心管中加入以下成分, 以BamHI 和XhoI 为例）振荡混匀，短暂离心； 载体酶切（载体使用中抽质粒试剂盒）37℃温育过夜；80℃水浴20min 终止反应2.5 酶切产物回收酶切产物用DNA 产物回收试剂盒回收，具体操作按试剂盒说明书进行（目的产物酶切用35ul ddH2O 洗脱两遍，载体酶切用50ul ddH2O 洗脱两遍），将电泳图贴到记录本中。
分子克隆实验步骤总结
分子克隆实验步骤总结分子克隆实验步骤1.对目的片段进行pcr扩增：Pcr体系：（50μL）DNA Template：10-100ng10×PCR buffer：5μL50mM dNTPs：0.5μLPrimers：1μM eachWater：add to 49μLTaq Polymerase：1μL2.琼脂糖电泳，看有无目的条带3.对目的条带进行切胶回收4.对pcr产物加尾: 72℃，20min（如用高保真酶，则需加尾；Taq酶，则无需加尾）加尾体系：（10μL）胶回收DNA: 8μLBuffer: 1μLdNTPmix: 0.5μLTaq Polymerase：0.5μL5.T载体连接：室温，30min体系：（6μL）加尾后产物：4μLT载体：1μLSalt solution 1μL6.30-40μL感受态加入重组后的质粒。
7.放冰上30min。
8.42℃热击90s（放冰上冷:1-2min）9. 加SOC（200-250μL）10.37℃，300rpm，1h11.平板涂布：加氨苄的培养基，37℃培养箱倒置培养过夜12.挑单菌落：用牙签挑单菌落，放到含6mL液体培养基的试管中，37℃摇床培养过夜13.试剂盒提质粒14.酶切：37℃，2h体系：（20μL）Buffer2: 2μL酶：0.5μL模板：1μLBSA：0.2μLH2O：16.31μL15.琼脂糖凝胶电泳分析是否正确导入目的片段鉴定阳性克隆的另一个方法----菌落PCR从平板挑单菌落到含1ml LB（Amp+）的1.5drof管中，37℃摇床培养8小时左右，进行菌落PCR鉴定，引物可选用载体的通用引物，如T载体用M13F/R。
菌落PCR体系（20ul）10*taq buf 2uldNTPs（2.5mM）1.6ul Mg2+（25mM）1.6ul Primer F （10uM）0.5ul Primer R（10uM）0.5ul DNA 1 ul Ex taq 0.3 ul ddH2O 12.5ul程序：94度10min94度30sec56度30sec72度2:10 30cycle 72度10min4度forever。
分子克隆之载体构建完整步骤
分子克隆之载体构建完整步骤一、目的片段的扩增和酶切PCR反应的基本成分包括：模板DNA(逆转录所得cDNA)、引物、4种脱氧核苷酸(dNTPs)、DNA聚合酶和适宜的缓冲液及水。
PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的高温变性：模板DNA经加热至95℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的低温退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA 单链的互补序列配对结合；③引物的适温延伸：DNA模板--引物结合物在。
准备：A.模板DNA：质粒DNA，逆转录cDNA或挑菌落B.引物配制：a)存储液100uM：公司合成的引物干粉，13000rpm离心2min，加入管壁nmol数x10ul的ddH2O振荡充分溶解。
b)工作液10uM：上下游引物存储液各10ul加80ul ddH2O混匀配制100ul工作液。
终浓度200-400nM。
1. PCR反应体系(50ul)Taq酶体系：Thermo10x buffer （无Mg2+）5ulMgCl2（25mM）5uldNTP （10mM）1ul上下游引物工作液1ul模板cDNA（质粒DNA 不超过100ng）2-4ulTaq DNA聚合酶0.5ulddH2O 补充至50 ul注：1. 其他体系如菌落PCR反应20ul按比例调整即可。
2. 其他公司Taq酶或2x buffer mix已包含Taq酶、dNTPs时作相应调整。
PCR仪设置反应条件：95℃ 5min 预变性循环x30-35：变性95℃ 30s退火60℃ 30s （退火温度为引物Tm值-3~5℃）延伸72℃ 60s （延伸时间根据产物长度：Taq酶效率约1kb/min）72℃ 7 min 补充延伸4-10℃ 保温高保真Pfu酶体系（优选）：Thermo10x buffer 5uldNTP （10mM）1ul上下游引物工作液1ul模板DNA或cDNA（质粒DNA 不超过100ng）2-4ulpfu DNA聚合酶1ulddH2O 补充至50 ulPCR仪设置反应条件：95℃ 5min 预变性循环x30：变性95℃ 30s退火60℃ 30s （退火温度为引物Tm值-5℃，特殊酶如NEB公司Phusion高保真酶需要高退火温度，参考官网）延伸72℃ 60s （延伸时间根据产物长度：pfu酶合成效率约600-1kb/min）72℃ 7 min 补充延伸4℃ 保温2. 琼脂糖凝胶电泳验证取5ul样品+1ul DNA Loading buffer（6x）混匀上样，150V恒压电泳30min，凝胶成像仪紫外观察保存电泳图片。
分子亚克隆实验报告
一、实验目的1. 掌握分子亚克隆的基本原理和方法；2. 学会利用PCR技术扩增目的基因片段；3. 熟悉DNA凝胶电泳、DNA连接、转化等分子克隆技术；4. 提高实验操作技能和数据分析能力。
二、实验原理分子亚克隆是指将目的基因片段插入到载体中，从而构建基因表达载体。
实验原理主要包括以下步骤：1. PCR扩增：利用PCR技术扩增目的基因片段；2. 凝胶电泳：分离PCR产物，确定目的基因片段大小；3. DNA连接：将目的基因片段与载体连接；4. 转化：将连接产物转化到宿主细胞中；5. 阳性克隆筛选：通过PCR、测序等方法筛选出含有目的基因的克隆。
三、实验材料1. 试剂：PCR试剂盒、DNA连接酶、限制性内切酶、DNA标记物、质粒等；2. 仪器：PCR仪、凝胶成像系统、电泳仪、离心机、移液器等；3. 细胞：大肠杆菌DH5α等。
四、实验步骤1. PCR扩增（1）设计引物：根据目的基因序列设计引物，确保引物长度在18-25bp之间，G+C 含量在40-60%之间。
（2）PCR反应：按照PCR试剂盒说明书进行PCR反应，包括变性、退火、延伸等步骤。
2. 凝胶电泳（1）配制琼脂糖凝胶：按照实验要求配制琼脂糖凝胶。
（2）加样：将PCR产物加入琼脂糖凝胶孔中。
（3）电泳：设置合适的电压和时间进行电泳。
（4）观察结果：通过凝胶成像系统观察电泳结果，确定目的基因片段大小。
3. DNA连接（1）酶切：将载体和PCR产物分别进行限制性内切酶酶切。
（2）连接：按照DNA连接酶说明书进行DNA连接反应。
4. 转化（1）制备感受态细胞：按照大肠杆菌DH5α感受态细胞制备方法进行。
（2）转化：将连接产物与感受态细胞混合，进行热冲击转化。
（3）涂布：将转化后的细胞涂布在含有抗生素的琼脂糖平板上。
5. 阳性克隆筛选（1）PCR检测：对涂布后的平板进行PCR检测，筛选出含有目的基因的克隆。
（2）测序：对阳性克隆进行测序，验证目的基因序列的正确性。
分子克隆的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在学习分子克隆技术的基本原理和操作步骤，掌握目的基因的扩增、克隆及表达，为后续相关研究奠定基础。
二、实验原理分子克隆技术是指将目的DNA片段从供体细胞中分离出来，通过体外重组、转化和转导等方法，将其插入到克隆载体中，再将其引入宿主细胞进行复制和扩增。
本实验采用无缝克隆技术，通过T5核酸外切酶、DNA聚合酶和DNA连接酶三种酶的共同作用，实现单片段或多片段与载体连接。
三、实验材料1. 试剂：限制性内切酶、DNA连接酶、T5核酸外切酶、DNA聚合酶、dNTPs、Taq DNA聚合酶、PCR引物、载体DNA、目的基因DNA、质粒提取试剂盒、琼脂糖凝胶电泳试剂盒等。
2. 仪器：PCR仪、凝胶成像仪、电泳仪、紫外灯、超净工作台、离心机、恒温水浴锅、移液器等。
四、实验步骤1. 目的基因扩增（1）设计引物：根据目的基因的序列设计特异性引物，引物长度一般在18-25bp，5'端添加限制酶切位点。
（2）PCR反应：配制PCR反应体系，加入引物、模板DNA、dNTPs、Taq DNA聚合酶等，进行PCR反应。
2. 载体线性化（1）酶切：使用限制性内切酶对载体DNA进行酶切，获得线性化的载体。
（2）去磷酸化：对单酶切得到的线性化载体进行去磷酸化处理。
3. 目的基因与载体连接（1）同源臂连接：将目的基因PCR产物和线性化载体进行同源臂连接，确保目的基因正确插入载体。
（2）连接反应：配制连接反应体系，加入目的基因PCR产物、线性化载体、DNA连接酶等，进行连接反应。
4. 转化与筛选（1）转化：将连接产物转化至宿主细胞中。
（2）筛选：通过抗生素筛选、酶切鉴定和测序等方法筛选出含有目的基因的克隆。
5. 目的基因表达（1）重组质粒提取：从筛选出的阳性克隆中提取重组质粒。
（2）重组质粒转化：将重组质粒转化至表达宿主细胞中。
（3）表达产物检测：通过Western blot、ELISA等方法检测目的蛋白的表达水平。
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。
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分子克隆技术步骤 在分子水平上提供一种纯化和扩增特定DNA片段的方法。常含有目的基因，用体外重组方法将它们插入克隆载体，形成重组克隆载体，通过转化与转导的方式，引入适合的寄主体内得到复制与扩增，然后再从筛选的寄主细胞内分离提纯所需的克隆载体，可以得到插入DNA的许多拷贝，从而获得目的基因的扩增。 克隆在生物学中其名词含义系指一个细胞或个体以无性繁殖的方式产生一群细胞或一群个体，在不发生突变的情况下，具有完全相同的遗传性状，常称无性繁殖(细胞)系;其动词(clone,cloned,cloning)含义指在生物体外用重组技术将特定基因插入载体分子中，即分子克隆技术。 将DNA片段(或基因)与载体DNA分子共价连接，然后引入寄主细胞，再筛选获得重组的克隆，按克隆的目的可分为DNA和cDNA克隆两类。 cDNA克隆是以mRNA为原材料，经体外反转录合成互补的DNA(cDNA)，再与载体DNA分子连接引入寄主细胞。每一cDNA反映一种mRNA的结构，cDNA克隆的分布也反映了mRNA的分布。特点是: ?有些生物，如RNA病毒没有DNA，只能用cDNA克隆; ?cDNA克隆易筛选，因为cDNA库中不包含非结构基因的克隆，而且每一cDNA克隆只含一个mRNA的信息; ?cDNA能在细菌中表达。cDNA仅代表某一发育阶段表达出来的遗传信息，只有基因文库才包含一个生物的完整遗传信息。 1.方法: (1)DNA片段的制备:常用以下方法获得DNA片段:?用限制性核酸内切酶将高分子量DNA切成一定大小的DNA片段;?用物理方法(如超声波)取得DNA随机片段;?在已知蛋白质的氨基酸顺序情况下，用人工方法合成对应的基因片段;?从mRNA反转录产生cDNA。 (2)载体DNA的选择: ?质粒:质粒是细菌染色体外遗传因子，DNA呈环状，大小为1-200千碱基对(kb)。在细胞中以游离超螺旋状存在，很容易制备。质粒DNA可通过转化引入寄主菌。在细胞中有两种状态，一是“紧密型”;二是“松驰型”。此外还应具有分子量小，易转化，有一至多个选择标记的特点。质粒型载体一般只能携带10kb以下的DNA片段，适用于构建原核生物基因文库，cDNA库和次级克隆。 ?噬菌体DNA:常用的λ噬菌体的DNA是双链，长约49kb，约含50个基因，其中50%的基因对噬菌体的生长和裂解寄主菌是必需的，分布在噬菌体DNA两端。中间是非必需区，进行改造后组建一系列具有不同特点的载体分子。λ载体系统最适用于构建真核生物基因文库和cDNA库。 M13噬菌体是一种独特的载体系统，它只能侵袭具有F基因的大肠杆菌，但不裂解寄主菌。M13DNA(RF)在寄主菌内是双链环状分子，象质粒一样自主制复，制备方法同质粒。寄主菌可分泌含单链DNA的M13噬菌体，又能方便地制备单链DNA，用于DNA顺序分析、定点突变和核酸杂交。 ?拷斯(Cos)质粒:是一类带有噬菌体DNA粘性末端顺序的质粒DNA分子。是噬菌体,质粒混合物。此类载体分子容量大，可携带45kb的外源DNA片段。也能象一般质粒一样携带小片段DNA，直接转化寄主菌。这类载体常被用来构建高等生物基因文库。 (3)DNA片段与载体连接:DNA分子与载体分子连接是克隆过程中的重要环节之一，方法有:?粘性末端连接，DNA片段两端的互补碱基顺序称之为粘性末端，用同一种限制性内切酶消化DNA可产生相同的粘性末端。在连接酶的作用下可恢复原样，有些限制性内切酶虽然 识别不同顺序，却能产生相同末端。?平头末端连接，用物理方法制备的DNA往往是平头末端，有些酶也可产生平头末端。平头DNA片段可在某些DNA连接酶作用下连接起来，但连接效率不如粘性末端高;?同聚寡核苷酸末端连接。?人工接头分子连接，在平头DNA片段末端加上一段人工合成的、具有某一限制性内切酶识别位点的寡核苷酸片段，经限制性内切酶作用后就会产生粘性末端。 连接反应需注意载体DNA与DNA片段的比率。以λ或Cos质粒为载体时，形成线性多连体DNA分子，载体与DNA片段的比率高些为佳。以质粒为载体时，形成环状分子，比率常为1?1。 (4)引入寄主细胞:常用两种方法:?转化或转染，方法是将重组质粒DNA或噬菌体DNA(M13)与氯化钙处理过的宿主细胞混合置于冰上，待DNA被吸收后铺在平板培养基上，再根据实验设计使用选择性培养基筛选重组子，通常重组分子的转化效率比非重组DNA低，原因是连接效率不高，有许多DNA分子无转化能力，而且重组后的DNA分子比原载体DNA分子大，转化困难。?转导，病毒类侵染宿主菌的过程称为转导，一般转导的效率比转化高。 (5)克隆的选择: ?直接筛选:有些载体带有可辨认的遗传标记，能有效地将重组分子与本底区分。例如:有些λ噬菌体携带外源基因后形成的噬菌斑就会从原来的混浊变为清亮;还有些载体分子携带外源基因后，形成的菌落或噬菌斑的颜色有明显变化，如蓝色变为无色;有些λ噬菌体能侵染甲菌而不能侵染乙菌，携带外源DNA片段后便能侵染乙菌，因此乙菌释放的噬菌体均为重组分子。 ?间接筛选:有引起载体分子带有一个或多个抗药性标记基因，当外源DNA插入到抗药基因区后，基因失活，抗性消失。如一质粒有A和B两个抗药性基因，当外源基因插入到B基因区后，便只抗A药而不抗B药。因此能在A药培养基上正常生长而不能在B药培养上生长的便是重组分子。 ?核酸杂交:广泛用于筛选含有特异DNA顺序的克隆。方法是将菌落或噬菌斑“印迹”到硝酸纤维膜等支持物上，变性后固定在原位，然后与标记的核酸探针进行杂交。阳性点的位置就是所需要的克隆。 ?免疫学方法:如果重组克隆能在宿主菌中表达，就可以用特异的蛋白质抗体为探针，进行原位杂交，选择特异的克隆。 2.重要意义与应用: 分子克隆技术是70年代才发展起来的，它的出现和应用开辟了分子遗传学研究的新领域，打开了人类了解、识别、分离和改造基因，创造新物种的大门。它的成就对于工业、农牧业和医学产生深远影响，并将为解决世界面临的能源、食品和环保三大危机开拓一条新的出路。 在医学方面，利用分子克隆技术已将胰岛素，人、牛和鸡的生长激素、人的干扰素、松驰素、促红细胞生长激素、乙型肝炎病毒抗原和口蹄疫病毒抗原的基因制成工程菌，利用发酵工业进行了大规模生产。还可提高微生物本身所产生的蛋白酶类和抗生素类药物的产量。 在基因治疗方面。通过遗传工程看到癌细胞具有逆转为正常细胞的可能性，例如SV40病毒引起的小鼠肿瘤细胞，在温度高时可逆转为正常细胞。为治疗半乳糖血症，用带有大肠杆菌乳糖操纵子的λ噬菌体去感染半乳糖血症患者的离体培养细胞，发现这种细胞的半乳糖苷酶达到了正常水平，并确实能代谢半乳糖。 在工业生产方面，以分子克隆技术为主体的基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程，四者紧密联系、常综合利用。许多化学试剂如丙烯酸、己二酸、乙二醇、甲醇、环氧乙烷、乌头酸和水杨酸等都可能利用分子克隆技术得到产品。在环境保护方面，人们根据需要进行基因操作，将某种微生物的基因转入另一微生物，创造一些对有害物质降解能力更强的新菌种，以分解工业污水中的有毒物质。在食品工业方面，细菌可为人类生产有价值的蛋白质、氨基 酸和糖等。 在农业生产方面，植物遗传工程对提高农作物的产量、培育新的农作物品种提供了可能。有 许多外源基因导入植物获得成功。 分子克隆——主要步骤 分子克隆可以分为以下几个步骤: (1)带有目的基因的DNA片段的获得(2)重组DNA分子的构建 (3)重组DNA分子的转化和重组克隆的筛选(4)特定重组克隆的鉴别 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。 分子克隆方法 DNA片段的制备 常用以下方法获得DNA片段:?用限制性核酸内切酶将高分子量DNA切成一定大小的DNA片段;?用物理方法(如超声波)取得DNA随机片段;?在已知蛋白质的氨基酸顺序情况下，用人工方法合成对应的基因片段;?从mRNA反转录产生cDNA。 载体DNA的选择 ?质粒:质粒是细菌染色体外遗传因子，DNA呈环状，大小为1-200千碱基对(kb)。在细胞中以游离超螺旋状存在，很容易制备。质粒DNA可通过转化引入寄主菌。在细胞中有两种状态，一是“紧密型”;二是“松弛型”。此外还应具有分子量小，易转化，有一至多个选择标记的特点。质粒型载体一般只能携带10kb以下的DNA片段，适用于构建原核生物基因文库，cDNA库和次级克隆。