亞克隆(英語:Subcloning)是一種分子生物學技術,涉及將目的片段(如基因、啟動子等)導入目標載體中,以便進行進一步研究。該技術不僅包括傳統的PCR技術和內切酶(限制酶)酶切方法,還包括了一種新興的、操作簡便且快速的Infusion技術。
基本介紹
亞克隆技術主要應用于細胞培養和分子克隆。在細胞克隆中,亞克隆是指從原有的克隆中篩選出具有某種特性的細胞進行培養。而在分子克隆中,亞克隆涉及從大片段的克隆中選取特定小片段進行再克隆。這是因為初步克隆的外源片段往往較長,含有許多目的基因片段以外的脫氧核糖核酸片段,因此需要將目的基因所對應的一小段DNA找出來。對已經獲得的目的DNA片段進行重新克隆的目的在于對目的DNA進行進一步分析,或者進行重組改造等。
亞克隆的基本過程包括:
1. 目的DNA片段和載體的制備;
2. 目的DNA片段和載體的連接;
3. 連接產物的轉化;
4. 重組子篩選。
傳統的亞克隆方法主要基于PCR技術和內切酶酶切。首先,使用限制酶將目的基因切下并純化,通常通過膠回收的方式。然后,通過PCR制造一定數量的目的基因拷貝。同時,需要用相同的限制酶切割載體,以產生與目的基因互補的黏性末端,便于后續的脫氧核糖核酸連接酶連接。在此過程中,磷酸酯酶(如小牛腸道堿性磷酸酶CIAP)也是必不可少的,因為它能去除DNA鏈5'端的磷酸基團,防止載體自身黏合。形成的目的載體帶有兩個缺口,在轉化入感受態細菌后能被感受態細菌自行修復。之后,再對目標載體進行分離/純化。將目的基因與載體混合,并添加DNA連接酶,通常目的基因和載體的分子數之比設定為5比1或10比1,以避免數量過量造成的不利影響。目的基因也不應過長,超過10kb的話,將難以和載體有效結合。一般操作人員會把反應容器放在冰上,讓反應進行一整晚。
除了傳統方法,Infusion技術作為一種較新的亞克隆技術,提供了一種更為簡便快速的操作方式,能夠實現傳統方法難以做到的亞克隆。
亞克隆技術的實際應用廣泛,例如,可以將目的基因導入大腸桿菌表達載體中,如pUC9,以研究該基因在大腸桿菌中的作用。或者,為了研究某啟動子的控制作用,可以將其插入特定的載體中進行進一步研究。
限制性內切酶是一類能識別雙鏈脫氧核糖核酸分子中特異核苷酸序列的DNA水解酶,該類酶是體外剪力基因片段的重要工具,是亞克隆技術中不可或缺的一部分。
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