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    分子克隆實驗的流程及注意事項--三、同源重組

    發布時間: 2025-03-19  點擊次數: 1430次

    本方法適用于總長度(載體 + 所有片段)不超過 20kb 的重組實驗。

    分子克隆實驗的流程及注意事項--三、同源重組

    目的片段引物設計與PCR擴增

    1.
    2.1.引物同源臂設計要求:15-20bp( 不計算酶切位點 ),GC 含量 40%-60%;根據實驗需求選擇對應模塊進行引物設計;

    2.建議使用高保真酶進行目的片段的 PCR 擴增,并摸索退火溫度,優化反應體系和程序。


    載體線性化

    1.雙酶切:同時選擇兩種限制性內切酶對載體質粒進行線性化處理。內切酶選擇可參考第二章第一節內容;

    2.單酶切:選擇一種限制性內切酶對載體質粒進行線性化處理。內切酶選擇可參考第二章第一節內容;

    3.反向 PCR 擴增:以載體質粒為模板,以 PCR 擴增形式進行線性化。建議使用高保真酶擴增,降低突變引入,且模板質粒投入量不宜過多(50μl 投入 1ng),并使用 DpnI 對擴增產物消化。


    目的片段和線性化載體的純化回收

    1.目的片段 PCR 和載體線性化后,產物進行瓊脂糖凝膠電泳鑒定,判斷是否存在目的大小的條帶;

    2.推薦使用切膠回收的方式純化(切膠時間最好控制在 3min 內,避免紫外照射對 DNA 的傷),回收濃度使用 NanoDrop/OneDrop 等儀器檢測,濃度應當≥ 20ng/μl,并跑膠鑒定是否為單一目的條帶;

    3.回收濃度低時,可通過增加 PCR/ 酶切反應體系,采取多管反應單管回收的方式,提高回收產物的濃度。

    目的片段與線性化載體連接重組

    1.連接反應體系按照說明書要求計算投入量,體系中各組分投入體積≥ 1μl,若濃度過高可稀釋后使用;

    分子克隆實驗的流程及注意事項--三、同源重組

    感受態轉化涂板

    連接產物轉化的感受態細胞選擇使用 DH5α、Fast-T1 等克隆用化學感受態細胞;
    2. 感受態細胞不可反復凍融使用,-80°C取出后建議一次用完;
    3. 重組產物體積與感受態細胞體積的比例為 1:10,推薦 10μl 重組產物加入至 100μl 感受態
    細胞或 5μl 重組產物加入至 50μl 感受態細胞;
    4. 熱激時間:按照感受態細胞說明書操作進行;
    5. 平板抗生素抗性:平板使用抗性與轉化的載體抗性需保持一致;
    6. 菌液涂板體積:將菌液離心(2500×g、3min),移液槍吸取丟棄多余 LB 培養基,保留
    100μl 重懸后全部涂板;或吸取合適體積涂板。


    單克隆菌落PCR鑒定
    1. 挑取平板中體積大小適中的單克隆菌落,避免選擇過大或過小的單克隆菌落;
    2. 挑取數個單克隆菌落進行鑒定分析;
    3. 挑取的菌落放入已添加 10μl ddH 2 O 的 1.5ml 或 2ml EP 管中溶解混勻后,吸取 1-2μl 作為
    PCR 反應(10/20μl 體系)模板;

    4. 推薦使用一對分別位于片段和載體的上下游引物進行 PCR 鑒定。


    常見問題分析:
    不長克隆
    1. 引物同源臂設計錯誤:長度(不計算酶切位點)應為 15-20bp 之間,過長過短均影響重組效率;GC 含量以 40-60% 之間最適,超出范圍會影響重組效率。建議使用 CE Design 在線設計;
    2. 重組反應體系不符合要求:片段和線性化載體的總長度不應超過 20kb,應當切膠回收且回收濃度不低于 20ng/μl;濃度過高時需稀釋使用,保證體系投入體積不小于 1μl;投入量按
    照下表公式計算:

    分子克隆實驗的流程及注意事項--三、同源重組

    3. 連接反應不適當:反應應在 PCR 儀中進行,溫度、時間設置按照說明書進行,當同源臂GC 含量超過 60% 或連接片段數較多時,可延長至 30min,其中 C112/C113 可將溫度時間改為 50°C 15min;
    4. 陽性對照反應:使用試劑盒中提供的線性化載體和插入片段,按說明書配制重組反應體系,以排除其他實驗材料及操作因素的影響;
    5. 轉化涂板操作不當:感受態細胞應選用 DH5α、Fast-T1 等克隆用化學感受態細胞,不可使用電擊感受態細胞;重組產物體積與感受態體積的比例為 1:10;熱激時間按照感受態細胞說明書操作;平板使用抗性與載體抗性保持一致;涂板前將菌液離心(2500×g,3min),移液槍吸取丟棄多余 LB 培養基,保留100μl 重懸后全部涂板。


    假陽性;

    引物同源臂設計錯誤:長度(不計算酶切位點)應為 15-20bp 之間,過長過短均影響重組效率;
    GC 含量以 40-60% 之間最適,超出范圍影響重組效率。建議使用 CE Design 在線設計;
    2. 目的片段 PCR 擴增模板質粒殘留:若目的片段擴增自質粒模板,且質粒抗性與載體抗性一致時,應當降低質粒模板投入量(50μl 體系使用 1ng 質粒),擴增后使用 DpnI 消化并切膠回收;
    3. 線性化載體產物原始質粒殘留:若使用酶切方式線性化載體,使用跑膠鑒定部分酶切(酶切前后質粒同時對比),部分酶切時需調整酶切方案(參考第二章第一節內容),酶切產物應切膠回收;若通過 PCR 反向擴增線性化載體,應當降低質粒模板投入量(50μl 體系使用 1ng 質粒),擴增后使用 DpnI 消化并切膠回收;
    4. 重組反應體系不符合要求:片段和線性化載體的總長度不應超過 20kb,應當切膠回收且回收濃度不低于 20ng/μl;濃度過高時需稀釋使用,保證體系投入體積不小于 1μl;投入量按照下表公式計算。


    分子克隆實驗的流程及注意事項--三、同源重組
    測序突變

    5. 平板抗性失效:平板使用抗性與載體抗性保持一致,并確認抗生素工作液濃度和有效期(一測序突變1.測序克隆數過少:測序克隆數只有 1 個時,測序信息部分可信,建議多測幾個單克隆,檢查突變處的測序信號是否有問題,分析突變是否從模板引入;
    2. 突變位置:若堿基突變位于引物處,建議重新合成引物再次實驗;位于其他部位的突變,應當使用高保真酶重新制備模板再次實驗。


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