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如何选择/构建质粒载体

质粒载体的构成要素

把一个目的基因通过基因工程手段送到生物细胞(受体细胞),需要运载工具(交通工具)携带外源基因进入受体细胞,这种运载工具就叫做载体(vector)。基因工程上所用的载体是一类能自我复制的DNA分子,其中的一段DNA被切除而不影响其复制,可用以置换或插入外源(目的) DNA而将目的DNA带入宿主细胞。常用的载体有质粒、噬菌体、病毒等。

质粒载体是在天然质粒的基础上为适应实验室操作而进行人工构建的质粒,也是目前最为常见的载体,其组成要素有如下要素:

  • 复制起始位点Ori即控制复制起始的位点。原核生物DNA分子中只有一个复制起始点。而真核生物DNA分子有多个复制起始位点。
  • 抗生素抗性基因可以便于加以检测,如Amp+,Kan+
  • 多克隆位点MCS(multiple cloning site)克隆携带外源基因片段
  • P/E启动子/增强子
  • Terms终止信号
  • 加poly(A)稳定mRNA

如何选择质粒载体

选择载体主要依据构建的目的,同时要考虑载体中应有合适的限制酶切位点。如果构建的目的是要表达一个特定的基因,则要选择合适的表达载体。载体选择主要考虑下述3点:

1.构建DNA重组体的目的,克隆扩增/表达,选择合适的克隆载体/表达载体。

2.考虑载体的类型:

(1)克隆载体的克隆能力-据克隆片段大小(大选大,小选小)。如<10kb选质粒。

(2)表达载体据受体细胞类型-原核/真核/穿梭,E.coli/哺乳类细胞表达载体。

(3)原核表达载体应该注意:选择合适的启动子及相应的受体菌,用于表达真核蛋白质时注意稀有密码子,糖基化修饰和阅读框错位等问题。

3.载体MCS中的酶切位点数与组成方向因载体不同而异,适应目的基因与载体易于链接,不产生阅读框架错位。

由此可以整理选择质粒做为载体的4点要求:

  1. 尽量选分子量小的质粒,即小载体(1-1.5kb),这样质粒较稳定,不易损坏,在细菌里面拷贝数也多;
  2. 一般使用松弛型控制质粒(relaxed control),其可自主复制,因此每个宿主细胞10~200个质粒拷贝,此对分子克隆有利。而严谨型质粒(stringent control),与宿主染色体同步复制,因此每个宿主细胞中只有一个或几个质粒拷贝。
  3. 必需具备多种限制性内切酶切点,但每种切口最好只有1个;
  4. 必需有易检测的标记,例如抗药性标记,蓝白斑试验等。

无论选用哪种载体,首先都要获得载体分子,然后采用适当的限制酶将载体DNA进行切割,获得分子,以便于与目的基因片段进行连接。

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