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基因工程的载体(2)

作者:中华医学网发布时间:2017-10-13 09:59浏览:

2、pUC质粒载体

1987年,J.Messing和J.Vieria采用MCS技术在pBR322基础上构建的。

结构:

(1)来自于pBR322的Ori

(2)氨苄青霉素的抗性基因(ampr)。 但核苷酸序列发生了变化

(3) LacZ′基因

编码β—半乳糖酶的α—肽链即氨基末端。

(4)MCS区段

是一段用于插入外源DNA片段的特定区域,由一系列的紧密相连的限制性内切酶位点组成,而且每个限制性内切酶位点在整个载体中是唯一的。

与pBR322相比, pUC质粒载体优点:

(1)具有更小的分子量和更高的拷贝数

如pUC8为2 750bp,pUCl8为2 686bp,控制质粒复制rop基因的缺失,平均每个细胞即可达500~700个拷贝

(2)适用于组织化学法检测重组体

通过a-互补作用,利用菌落颜色筛选重组子。

(3)具有多克隆位点区段(MCS)

可以定向克隆防止载体自我连接。

二、噬菌体载体

(一)l噬菌体载体

1. 噬菌体的生物学特性

烈性噬菌体:只具有溶菌生长周期

温和噬菌体:具有溶源生长周期和溶菌生长周期

溶菌周期指噬菌体将DNA注入寄主细胞后很快环化,然后进行自我复制、蛋白衣壳合成和新噬菌体颗粒的组装,最后使寄主细胞破裂而释放出大量的子代噬菌体。

溶源周期中,注入寄主细胞的噬菌体DNA是整合到寄主细胞染色体上并可以随着寄主细胞的分裂而进行复制。

整合了一套完整的噬菌体基因组的细菌被称为溶源性细菌。在溶源性细菌内存在的整合或非整合的噬菌体DNA被称为原噬菌体。

2. l噬菌体的生物学特性

⑴组成:蛋白质外壳和线状双链DNA分子组成。

lDNA长度为48502bp,在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端。当其注入到寄主细胞中后,可以迅速通过这两个粘性末端的互补作用形成双链的环形DNA分子。上述通过粘性末端互补形成的双链区被称为cos位点(cohesive end site).
⑵是一个温和噬菌体

一般以溶源生长进行增殖,胁迫条件下也会进入溶菌生长周期。

⑶复制

溶源周期随溶源细菌染色体一起复制

溶菌周期的早期是“θ”复制,晚期进行滚环复制

⑷基因组成

lDNA至少包括61个基因,大多基因按功能相似性成簇排列,其中一部分为噬菌体生命活动的必须基因,另一部分约1/3为非必须区段。

3. l噬菌体载体的类型

插入型 (Insertion vectors )

这种载体仅仅有一个可供外源DNA插入的克隆位点。

如:λgt10 、 λgt11

克隆能力小,不到10kb

置换型 (Replacement vectors)

这种载体具有两个对应的酶切克隆位点,在两个位点之间的λDNA区段是λ噬菌体的非必需序列,可以被外源插入的DNA取代。

如Charon 4 载体

克隆能力大,20~25kb

(二)M13噬菌体

1、丝状噬菌体M13噬菌体的生物学特性

⑴是单链闭合环状噬菌体

只能感染雄性细菌,外形成丝状,基因组DNA长约6.4kb,可分为10个区和507 bp基因间隔区(IS区),该区可以接受外源DNA的插入而不会影响到噬菌体的活力。这是该噬菌体能用于单链DNA载体的重要前提。

⑵复制与增殖(图)

2. M13噬菌体载体的构建

⑴ 在IS区内插入LacZ基因 ⑵在标记基因区内组装MCS区段

所以能通过a互补在X-Gal/ IPTG平板上识别重组体。这类载体包括了 M13mp8、9 和 M13mp18 、 19等

这类载体的突出优点在于其既可以提供单链DNA,也可以提供双链的DNA。其最大的不足在于插入大的DNA片段后表现不稳定,在噬菌体增殖过程中容易发生缺失。所以一般克隆的片段在1kb之内,克隆300-400bp的片段十分稳定。

(三)柯斯质粒载体

1.柯斯质粒载体的特点

柯斯质粒是一类人工构建的含有lDNA的cos序列和质粒复制子的特殊类型的质粒载体,cosmid是cos site carrying plasmid的缩写。

柯斯质粒的大小为4-6kb,

由3部分组成:

A.多克隆位点区

B. 含有cos位点的lDNA区

C. 复制起始位点和抗性标记区

2.柯斯质粒载体的特性

1、具有l噬菌体的特性 柯斯质粒连接上适宜长度的外源DNA后可以在体外包装成噬菌体颗粒,并能高效转导寄主细胞。进入寄主细胞的DNA也能环化和复制,但是不会形成新的噬菌体颗粒,也不能发生溶菌现象。

2、具有质粒载体的特性 能象质粒一样在寄主细胞内复制,且带有抗性选择标记基因,有些还带有插入失活型的多克隆位点,为重组体的筛选提供了方便。

3、高容量的克隆能力 cos质粒本身很小,只有复制起点、选择标记和cos位点等构成,所以其克隆上限可达45kb左右。不过由于包装的限制,其克隆片段至少要达到30kb。

四种常用载体的比较

 

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DNA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

+

-

-

-