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第二节 分子克隆载体(2)

时间:2006-06-25 14:12来源:大众医药网 作者:admin 点击: 231次

  采用柯斯质粒作载体的困难是:①载体自身只相当于可以插入片段的1/10左右,因此往往会出现载体同载体自身连接,结果在一个重组分子内可有几个柯斯质粒载体连在一起。但用碱性磷酸酶处理,可阻止载体分子自身连接;②大小不等的外源片段相互连接后插入同一个载体分子,结果使在基因组内本来不是相邻的片段错乱地连接成一个片段,会影响实验结果的分析,后来专门选出30~45kb的外源DNA插入载体DNA,此时,每个载体只可能插入一个外源片段,因为如果二处片段,则将超过包装成噬菌体颗粒的限度;③细菌的菌落体积远大于噬菌斑,因此如用柯斯质粒制备基因文库,则筛选所需的含某一DNA片段的菌落很费时间。现虽建立了高密度菌落筛选法,但由于柯斯质粒制成的基因文库常常不太稳定,插入的大片段外源DNA有可能通过同宿主基因组交换而致丢失等,所以最常使用的还是噬菌体载体。

  现将上面提到的四种载体作一比较(表23-3)

表23-3 四种载体的比较

  质粒 λ噬菌体 柯斯质粒 单链噬菌体 克隆DNA大片段 ±* + + - 构建基因组文库 - + + - 构建cDNA文库 + - - - 常规的亚克隆化 + - - - 构建新型的DNA结构 + - - - 序列分析 + - - + 单链探针 +** - - + 外源基因在大肠杆菌中的表达 + - - -

  * 外源DNA如超过10kb,则重组质粒的转化率和DNA得率都非常低

  ** 已有个别质料可用于此目的          

  四、其他载体

  现在提到的分子载体有的不是用于克隆某基因,而是作为外源基因进入受体细胞的运载工具。

  (一)转座子载体

  这里主要提一下有关果蝇转座因子(P因子)作为基因载体。因为这是很有希望的真核生物基因工程的载体,果蝇的P因子约长3kb,每端各有反向重复顺序,当它插入基因组时,可以激活或灭活近旁的基因,当它从基因组上切下来时,也可能把近旁的基因或DNA顺序一起切下而引起突变。现在已能把带有某种限制酶切点的P因子克隆到质粒pBR322中,然后在P因子酶切点上插入外源DNA。经过扩增后,将这种重组DNA用微量注射仪直接注入果蝇的受精卵中。结果所克隆的基因能随P因子插入受体细胞的基因里,并且得到表达。

  (二)人工微小染色体

  包括人体在内的高等生物基因工程中遇到的一个难题是缺乏合适的基因载体。要求载体对受体细胞没有危害,能安全、稳定地转给后代,使基因的性状得到连续的表达。这对校正某种遗传缺陷或改进某种性状都是十分有用的。目前一些实验室正致力于构建人工微小染色体(microchromosome)。

  构建染色体应包括:基因、复制起点、着丝粒和端粒。染色体上需带有基因是不言而喻的。复制起点是染色体复制所不可缺少的。着丝粒保证复制后的染色体均等地分配到两个子细胞中。端粒具有某种特定结构以保证染色体的个体性。

  首先,构建的是酵母的人工微小染色体。天然的酵母染色体为150~1000kb。人工构建的微小染色体长55kb,在细胞内很稳定,只是每个细胞里的拷贝数很少。比如已构成的人工微小染色体为7~15kb,每个细胞里的拷贝数虽然增多,但不够稳定。

  人工构建酵母微小染色体的具体步骤见图23-6。从图中可以看到,先用质粒pBR322为材料,连接酵母的标记基因Leu2(亮氨酸)后去转化大肠杆菌,然后再接上酵母染色体上分离得到的着丝粒CEN3,再去转化大肠杆菌以增殖重组质粒,取得下一步实验用的DNA。接下去是连接从酵母(真核生物)中分离得到的ARS1。ARS是指自主复制顺序(autonomously replicat-ing sequence),这个顺序中可能包含着复制起点。目前已从非洲爪蟾的线粒DNA,衣藻和烟草叶绿体和核DNA中分离ARS。最后一个步骤是接上染色体端粒。用的是四膜虫(Te-trahymena)的rDNA末端(Tr末端)。这样构建成的质粒去转化酵母细胞后,在细胞内断开成为线状重组DNA分子,可以象天然染色体一样地复制和分离,这就是酵母线状质粒YLp4。

图23-6 构建酵母人工微小染色体的步骤

(责任编辑:泉水)
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