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(侯氏出品)雙酶切連接反應(yīng)之全攻略
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雙酶切連接反應(yīng)之全攻略(此內(nèi)容系轉(zhuǎn)載,感謝作者) 前一陣子一直在做雙酶切質(zhì)粒重組,失敗了 很多次,不過很快改善了 實(shí)驗(yàn)方法,用2周重組了 14個(gè)質(zhì)!,F(xiàn)就自己的體會,結(jié)合丁香園戰(zhàn)友的寶貴經(jīng)驗(yàn),談一下質(zhì)粒重組的一些個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。 1、回收PCR產(chǎn)物:在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)候,給引物兩端設(shè)計(jì)好酶切位點(diǎn),一般說來,限制酶的 選擇非常重要,盡量選擇粘端酶切和 那些酶切效率高的限制酶,如BamHI,HindIII,提前看好各公司的雙切酶所用公用的BUFFER,以及各酶在公用BUFFER里的效率。選好酶切位點(diǎn)后,在各個(gè)酶的兩邊加上保護(hù)堿基,其原則可參照:http://img.dxy.cn/upload/2006/08/13/31219184.pdf。 雙酶切時(shí)間及其體系:需要強(qiáng)調(diào)的是很多人建議酶切過夜,其實(shí)完全沒有必要,我一般酶切3個(gè)小時(shí),其實(shí)1個(gè)小時(shí)已經(jīng)足夠。應(yīng)用大體系,如100微升。 純化問題:純化PCR產(chǎn)物割膠還是柱式,我推薦柱式,因?yàn)楦钅z手法不準(zhǔn),很容易割下大塊的膠,影響純化效率,F(xiàn)在的柱式純化號稱可以祛除引物,既然如此,酶切掉的幾個(gè)堿基肯定也會被純化掉了。所以,PCR產(chǎn)物和雙酶切產(chǎn)物的純化均可應(yīng)用柱式純化。我用的是TAKARA的純化柱試劑盒 酶量的問題:以TAKARA的為例,其對1單位酶的定義如下:在50 μl 反應(yīng)液中,30℃溫度下反應(yīng)1小時(shí),將1 μg 的λDNA完全分解的酶量定義為1個(gè)活性單位(U)。 而該酶濃度約為15單位/微升,在除外酶降解的 因素外,該酶可分解15μg的DNA,而一般從1-4ml菌液提出的 DNA約為3μg,而PCR純化后的產(chǎn)物(50體系)約為3μg,所以即便全部加進(jìn)去,只要純化的 質(zhì)量好,酶切完全切得動。 2、酶切、回收后的PCR產(chǎn)物與載體的連接 摩爾比的計(jì)算,很多人憑經(jīng)驗(yàn)也可以。但對于初學(xué)者從頭認(rèn)真計(jì)算則 非常有必要;厥盏妮d體片段:回收的PCR產(chǎn)物片段=1:10 ,一般取前者0.03pmol,后者取0.3pmol。 pmol為單位的DNA轉(zhuǎn)換為為µg單位的DNA:(X pmoles×長度bp×650)/ 1,000,000 (注:長度bp×650是該雙鏈DNA的分子量)所得數(shù)值即為µg,也可以直接用這個(gè)公式套.1pmol 1000bp DNA=0.66μg,如載體是5380bp,則0.03pmol為 0.03×5.38×0.66=0.106524µg。 測DNA濃度可以在專用機(jī)子上測,注意OD值,一般約1.8-2.0.另外,如果嫌麻煩,也可用MARKER進(jìn)行估測,如MARKER2000,5微升的 MARKER每個(gè)條帶約50ng。 連接反應(yīng):TAKARA的 連接酶上的 說明寫的過夜,而其對連接酶單位的定義為:在20 μl的連接反應(yīng)體系中,6 μg的λDNA-Hind III的分解物在16℃下反應(yīng)30分鐘時(shí),有90%以上的DNA片段被連接所需要的酶量定義為1個(gè)活性單位(U)。而它的濃度為350 U/μl ,所以完全夠用。連接酶容易失活,注意低溫操作,最好在冰上。時(shí)間3個(gè)小時(shí)足已。 3、轉(zhuǎn)化: a、全量(10 μl)加入至100 μl JM109感受態(tài)細(xì)胞中,冰中放置30分鐘。 b、42℃加熱45秒鐘后,再在冰中放置1分鐘。 c、加入890 μl AMP陰性培養(yǎng)基,37℃振蕩培養(yǎng)60分鐘。 取100μl鋪板。也可離心后余100μl 幾個(gè)非常重要的問題 1 做轉(zhuǎn)化的時(shí)候,進(jìn)行酶連接反應(yīng)時(shí),注意保持低溫狀態(tài),因?yàn)長IGASE酶很容易降解.為保險(xiǎn)起見,一般連接3小時(shí),16度. 2 對含有AMP-RESISTENCE的質(zhì)粒鋪板時(shí),注意加AMP時(shí)的溫度,溫度過高,會使克隆株無法篩選出來.我的方法是培基高溫消毒后放在烤箱里,烤箱一般溫度為55-60度,然后做的時(shí)候拿出來,這樣好掌握溫度。鋪板前后注意用吹風(fēng)機(jī)吹干 3對照的設(shè)立: 為驗(yàn)證雙酶切是否成功,可做如下對照: A 酶切反應(yīng)時(shí)加各單酶分別切,兩管,用同一種BUFFER,跑膠,看單切的兩管是否成線性.如兩管均成線性可初步判斷雙酶切成功. 做轉(zhuǎn)化時(shí),也要進(jìn)行對照. 設(shè)4個(gè): A.即拿雙酶切的質(zhì)粒產(chǎn)物也進(jìn)行連接反應(yīng),這個(gè)對照可進(jìn)一步看雙酶切是否成功,如果長出克隆,說明很有可能只進(jìn)行了單酶切,如沒長出克隆,則證明雙酶切成功,當(dāng)然要保證感受態(tài),培基,連接酶都'正常'的情況下. B.酶切過的未進(jìn)行連接反應(yīng)的雙酶切產(chǎn)物,進(jìn)行轉(zhuǎn)化,這一步可以證明是否有殘留的未被任何酶切的原始質(zhì)粒 C.設(shè)原始質(zhì)粒為對照,意為檢測整個(gè)操作過程中是否有誤. D.AMP陰性板上用同一批感受態(tài)細(xì)胞鋪板20微升足夠,檢測感受態(tài)狀況. 4.所有的試劑切記低溫保存.一步一個(gè)腳印.不要偷懶,圖省事最后卻更費(fèi)事.注意設(shè)立對照。 經(jīng)PCR鑒定,克隆90%-100%的陽性率,所以在后面的 挑克隆中,我只挑選4個(gè)就足夠了。然后雙酶切鑒定,測序。。。。。。 連接前最好將水、插入片段和載體混合好以后置于45度水浴5min,馬上置于冰上冷卻,再加入buffer和ligase。 就上面的對照簡要說一下我的結(jié)果。轉(zhuǎn)化后第二天可見14個(gè)標(biāo)本的平皿上長了很多克隆,約100個(gè)左右,我用的是直徑6cm的板子,所以仍顯較多,(我是先挑半個(gè)克隆并標(biāo)記好行PCR鑒定后再對另外的一半進(jìn)行搖菌抽提質(zhì)粒),較難挑克隆,所以鋪皿時(shí)不用離心,直接用100微升的鋪皿就可以了,我其中一個(gè)是這樣做的,長得克隆較大,很好挑選。 下面簡要的說一下對照的結(jié)果。 A 只長出了3個(gè)克隆,以100的基數(shù)計(jì)算,約為3%。即雙酶切反應(yīng)中質(zhì)粒只有3%進(jìn)行了單酶切 B 約有5個(gè)克隆,即質(zhì)粒完全沒被切動的約5% C 長了很多克隆,證明操作系統(tǒng)沒有問題。為系統(tǒng)控制指標(biāo)。 D 長了很多克隆,證明感受態(tài)沒有問題。 這些對照相輔相成,揚(yáng)長避短。萬一什么都沒作出來,也好分析原因。 JM108感受態(tài)細(xì)胞的制備 剛開始做實(shí)驗(yàn)時(shí),是向TAKARA購買的,一支30元,定了10支。后來干脆自己做,感覺質(zhì)量和TAKARA的質(zhì)量不相上下,下面談?wù)勎抑谱鞲惺軕B(tài)的體會。 前期工作 分子生物耗費(fèi)時(shí)間在于準(zhǔn)備過程太多。所以做好前期工作非常重要,所謂‘磨刀不誤砍材功’。 注意事項(xiàng) 1.不要用經(jīng)過多次轉(zhuǎn)接或儲于4℃的培養(yǎng)菌,最好從-70℃或-20℃甘油保存的菌種劃板(AMP陰性)37度過夜培養(yǎng),劃板時(shí)用小TIP頭挑少許冰渣即可,輕劃S行。同時(shí)記得設(shè)立對照:A 、在AMP陽性板劃菌,排出AMP抗性菌污染。大家都知道,實(shí)驗(yàn)室很多材料從師姐傳師妹,或許經(jīng)過很多人的轉(zhuǎn)手。所以從頭鑒定所用材料的可靠性非常必要。B、AMP陰性空白培基。系統(tǒng)控制參照,為更準(zhǔn)確起見,用TIP頭不沾任何東西進(jìn)行劃板。第二天挑克隆。 2. 質(zhì)粒的質(zhì)量和濃度: 用于轉(zhuǎn)化的質(zhì)粒DNA應(yīng)主要是超螺旋態(tài)DNA(cccDNA)。轉(zhuǎn)化效率與外源DNA的濃度在一定范圍內(nèi)成正比,但當(dāng)加入的外源DNA的量過多或體積過大時(shí),轉(zhuǎn)化效率就會降低。1ng的cccDNA即可使50μl 的感受態(tài)細(xì)胞達(dá)到飽和。一般情況下,DNA溶液的體積不應(yīng)超過感受態(tài)細(xì)胞體積的5%。 不過我一般鏈接反應(yīng)后(TAKARA的鏈接酶,體系25微升)會全量加到200微升的感受態(tài)里,約為150ng(載體0.1微克,目的片段約0.05微克)。效果也好。 3. 試劑的質(zhì)量: 所用的試劑,如CaCl2 等均需是最高純度的(GR.或AR.),并用超純水配制,最好分裝保存于干燥的冷暗處。國產(chǎn)的當(dāng)然也可以。我用都是國產(chǎn)的,好像是隴西化學(xué)制劑,分析純。 4. 防止雜菌和雜DNA的污染:整個(gè)操作過程均應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行, 所用器皿, 如離心管, tip頭等最好是新的,并經(jīng)高壓滅菌處理,所有的試劑都要滅菌,且注意防止被其它試劑、DNA酶或雜DNA所污染, 否則均會影響轉(zhuǎn)化效率或雜DNA的轉(zhuǎn)入, 為以后的篩選、鑒定帶來不必要的麻煩。 培養(yǎng)基的配制 1.配制LB-AMP抗性培養(yǎng)基LB液體培養(yǎng)基:精解蛋白胨10g,酵母抽提物5g, 氯化鈉l0g,加去離子水800ml充分?jǐn)嚢枞芙,?mol/LNaOH調(diào)pH7.0,補(bǔ)加去離子水至1000毫升,高壓滅菌,4度保存。我一般沒有用1mol/LNaOH調(diào)pH7.0。而是直接精解蛋白胨10g,酵母抽提物5g, 氯化鈉l0g加去離子水至1000ml。 2.LB固體培養(yǎng)基:LB液體培養(yǎng)基中加1.5%瓊脂粉,高壓滅菌消毒; 3.Amp母液:用無菌水或生理鹽水配制成100mg/ml即100 ug/ul溶液,置-20℃保存;AMP500mg/支,一支用5ml稀釋即得。然后分5支分裝(濃度100mg/ml即100 ug/ul)。 4.含Amp的LB固體培養(yǎng)基:將配好的LB液體培養(yǎng)基高壓滅菌后冷卻至60℃左右,加入Amp儲存液,使終濃度為100ug/ml搖勻后鋪板(30ml/90mm):即多少毫升培養(yǎng)基加多少微升上述的Amp母液多少毫升培基=加多少微升母液,或減半量則最終濃度為50ug/ml 有指南上寫細(xì)菌轉(zhuǎn)化后37度復(fù)蘇時(shí)用SOC培基。我從來只用AMP陰性的普通培基,效果也很好。 5.0.05mol/L CaCl2溶液:我們實(shí)驗(yàn)室只有CaCl2-6H2O,分子量219,配制100ml的,則需稱量0.005×219=1.095g就可以了。其實(shí)氯化鈣的摩爾濃度在0.05-0.1mol/L均可。溶于50ml重蒸水中,定容至100ml,高壓滅菌。 6.含15%甘油的0.05mol/L CaCl2: 先配制成0.1mol/L的氯化鈣溶液50ml,加入15ml甘油,定容至100ml,高壓滅菌。有文獻(xiàn)說要用0.22的濾器,其實(shí)完全沒有必要。高壓即可。 準(zhǔn)備工作做好了,就可以開工了。 一、 受體菌的培養(yǎng) 從LB平板上挑取新活化的JM109單菌落,接種于3-10ml LB液體培養(yǎng)基中,37℃下振蕩培養(yǎng)12小時(shí)左右(一般過夜)。將該菌懸液以1:100-1:50的比例接種于10ml試管(如較多制備,多用幾個(gè)試管即可)的LB液體(AMP陰性)培養(yǎng)基中同時(shí)做空的培基對照,37℃振蕩培養(yǎng)2-3小時(shí)至OD600 =0.5左右。 二、 感受態(tài)細(xì)胞的制備 ( CaCl2 法) 1、將培養(yǎng)液分轉(zhuǎn)入1.5ml的離心管中(一管10ml菌液可分裝成約6管1.5ml的離心管中),冰上放置10分鐘,然后于4℃下3000g離心10分鐘。 2、棄去上清,用預(yù)冷的0.05mol/L的CaCl2 溶液200微升輕輕懸浮細(xì)胞,冰上放置30分鐘后,4℃下3000g離心10分鐘。 3、棄去上清,加入200微升預(yù)冷含15%甘油的0.05mol/L的CaCl2 溶液,輕輕懸浮細(xì)胞,冰上放置幾分鐘,即成感受態(tài)細(xì)胞懸液。 4、貯存于-70℃可保存半年。 要點(diǎn):1.懸浮細(xì)胞時(shí)動作一定要輕柔;2 冰上。掌握者兩點(diǎn)可謂掌握了制備感受態(tài)的精髓,無往不利。 1 藍(lán)白斑篩選 藍(lán)白斑篩選是重組子篩選的一種方法,是根據(jù)載體的遺傳特征篩選重組子,如α-互補(bǔ)、抗生素基因等,F(xiàn)在使用的許多載體都帶有一個(gè)大腸桿菌的DNA的短區(qū)段,其中有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)的調(diào)控序列和前146個(gè)氨基酸的編碼信息。在這個(gè)編碼區(qū)中插入了一個(gè)多克隆位點(diǎn)(MCS),它并不破壞讀框,但可使少數(shù)幾個(gè)氨基酸插入到β-半乳糖苷酶的氨基端而不影響功能,這種載體適用于可編碼β-半乳糖苷酶C端部分序列的宿主細(xì)胞。因此,宿主和質(zhì)粒編碼的片段雖都沒有酶活性,但它們同時(shí)存在時(shí),可形成具有酶學(xué)活性的蛋白質(zhì)。這樣,lacZ基因在缺少近操縱基因區(qū)段的宿主細(xì)胞與帶有完整近操縱基因區(qū)段的質(zhì)粒之間實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ),稱為α-互補(bǔ)。由α-互補(bǔ)而產(chǎn)生的LacZ+細(xì)菌在誘導(dǎo)劑IPTG的作用下,在生色底物X-Gal存在時(shí)產(chǎn)生藍(lán)色菌落,因而易于識別。然而,當(dāng)外源DNA插入到質(zhì)粒的多克隆位點(diǎn)后,幾乎不可避免地導(dǎo)致無α-互補(bǔ)能力的氨基端片段,使得帶有重組質(zhì)粒的細(xì)菌形成白色菌落。這種重組子的篩選,又稱為藍(lán)白斑篩選。如用藍(lán)白斑篩選則經(jīng)連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的鈣化菌平板37℃溫箱倒置培養(yǎng)12-16hr后,有重組質(zhì)粒的細(xì)菌形成白色菌落。 X-gal是5-溴-4-氯-3-吲哚-b-D-半乳糖(5-bromo-4-chloro-3-indolyl-b-D- galactoside)以半乳糖苷酶(b-galactosidase)水解后生成的吲哚衍生物顯藍(lán)色。IPTG是異丙基硫代半乳糖苷(Isopropylthiogalactoside),為非生理性的誘導(dǎo)物,它可以誘導(dǎo)lacZ的表達(dá)。 在含有X-gal和IPTG的篩選培養(yǎng)基上,攜帶載體DNA的轉(zhuǎn)化子為藍(lán)色菌落,而攜帶插入片段的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化子為白色菌落,平板如在37℃培養(yǎng)后放于冰箱3-4小時(shí)可使顯色反應(yīng)充分,藍(lán)色菌落明顯。 所以猜測在4度冰箱中放置一段時(shí)間,藍(lán)斑會更藍(lán)可能與下面因素有關(guān):半乳糖苷酶在低溫時(shí)表達(dá)增強(qiáng),從而使X-Gal水解增多,產(chǎn)生更多的吲哚衍生物。(是否與低溫狀態(tài)下IPTG的誘導(dǎo)能力增強(qiáng)?) 相關(guān)文獻(xiàn):allow time for better expression of the β-galactosidase enzyme 似乎沒有更多的證據(jù)或?qū)嶒?yàn)資料。冒昧揣測。 2 我所用T載體是從公司購買。用于雙酶切的真核表達(dá)載體兩酶切位點(diǎn)只相隔20多BP,所以雙酶切后直接進(jìn)行用DNA純化試劑盒即可。[ 來自科研家族 神之領(lǐng)域 ] [ Last edited by rr6666ugh on 2012-5-16 at 14:49 ] |
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