前言
刚踏进生物分子领域常常要学会的三个技能:1.分子克隆,2.养细胞,3.Westernblot(蛋白印记)。三个技能之中基础的基础就是分子克隆,今天我们就来详细聊聊分子克隆。
在合成生物学概念被推广之前,分子克隆多局限于对一个功能基因进行克隆,比如胰岛素的例子、农杆菌的例子。合成生物学得到重视之后,许多研究人员将方向着眼于逻辑基因路线、基因路线优化等,使得一些顺式元件(如启动子、5‘UTR、天然或人工设计RBS、Riboswitch、Toeholdswitch、RiboJ一类的绝缘子、终止子)的分子克隆越来普遍,越来越多的组装方案被提出。为了更加直观方便,这次聚焦于讨论目的基因的分子克隆。
图1
分子克隆简而言之就是将不同来源、具有不提供功能的DNA序列组装在一起,以达到预设的目的。分子克隆需要用到一系列的工具,包括试剂盒、缓冲液、酶等等,其中酶起决定性作用。传统的分子克隆包括扩增获取目的基因、载体处理、连接、产物扩增。
获取目的基因
图2
获取目的基因的常用手段有两种,第一种为PCR,全称聚合酶链式反应。通过升高温度对模板DNA进行变性解旋(H-H键),降低温度(即退火,annealing)后由于引物的序列比较短,相对于互补ssDNA(singlestrandDNA)更容易与ssDNA结合,故引物能够与ssDNA形成二聚体,而后通过酶的延伸作用,重新形成互补双链。经过多个循环(一般为30个循环)后,双链DNA得到指数级扩增,于是我们能够得到大量的目的基因。
选择PCR酶的时候要注意它的保真度,即储存概率的表征。这下面的图就是几种酶的保真度,这里用的延伸个碱基时出错数量来表征。
图3
不同公司的PCR体系以及对应的protocol有略小的差别,使用的时候一定要到