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基因工程载体噬菌体载体

用途: a.用作一般的克隆载体。 b.用于构建基因组或cDNA。 c.用于抗体库或随机肽库的构建。
(四) λ-DNA的抽提
1) 大肠杆菌培养至对数生长期 2) 加入λ-噬菌体或重组λ-噬菌体悬浮液,37℃
E.coli使之在E.coli内繁殖,并裂解E.coli,形成空斑。
换型噬菌体λ是使用最广泛的载体。
(3)凯伦噬菌体载体
既有插入型;又有替换型 在基因工程实验中的用途十分广泛 承受外源DNA的能力:几个kb到23kb
(三)体外包装
λ噬菌体DNA体外重组后,一般必须经 过体外包装,然后以噬菌体感染的方式将
2、 噬菌体的结构和其核酸类型:
结构:无尾部结构的二十面体型、
具尾部结构的二十面体型、 线状体型 核酸类型:最常见的是双链线性DNA、
双链环形DNA、 单链环形DNA、 单链线形DNA、 单链RNA。
3、λ-DNA的物理图谱
λ-DNA为线状双链DNA 分子,两端各有一个12核苷 酸的互补单链(粘性末端) GGGCGGCGAC CT, CCCGCCGCTGGA,称为 cos区,全长48.5kb。
(2)λ 替换型载体(取代型 e.g. EMBL3载, 体DA)SH
• 外源DNA取代噬菌体染色体中对于噬菌体 的感染和复制非必要的片段 (~ 20 kb)
• 高感染效率 (109 转化株/ug 载体 DNA, 比质 粒高100-倍)
替换式载体
野生型噬菌体染色体的中段对于噬菌体的感染和 复制是非必要的,外源DNA可以取代这一片段,例如 Charon 4A、 λEMBL 3/ 4、Charon40等载体,这些 载体是用Lac 5(乳糖操纵子的大部分系列,包括完整 的Lac Z)替换入噬菌体的中间区段,同时将Lac 5作 为选择标记,使用时用EcoRI水解,去掉中间的片段, 再与欲克隆片段在体外进行重组、包装。而后,感染
cos 位点
A
结构区 重组区 调控区
EcoRI
R
A
裂解区
R
目的基因
插入型
置换型
λ噬菌体的基因组结构
头部基因
尾部基因
功能不明区
AWBCDE FZUVGHMLKIJ
b2
COS
溶源化 重组 早期控制 阻遏 DNA合成 溶菌 COS att int xis gam red cIII N cI cro cII O P Q S R
主菌体内连续复制,合成大量基因产物,进而装配成噬菌体 颗粒,裂解宿主菌,释放出来的噬菌体又可感染其他细菌。 溶源性生长(lysogenic pathway)
噬菌体感染细菌后,可将自身DNA整合到细菌的染色体中 去,与之一起复制,并遗传给子代细胞,宿主细胞不被裂解 。
噬菌体
cos位点
A WB DEF Z J att xis N cl cro O P Q SR
5’-CG
GGGCGGGCGACCTCG-3’ Linear form
+
GC-5’
3’-GCCCCGCCGCTGGA
(二)λ噬菌体载体的主要类型 (1) 插入式载体
一种只具有一个可供外源DNA插入的克隆位点的 派生载体。 (2) 替换型载体(取代型载体)
具有成对的克隆位点,在这 两个位点之间的λDNA 区段可以被外源插入的DNA片段所取代。 (3) 凯伦噬菌体载体
特点是功能相近的基因在基 因组中聚集在一起。
λ噬菌体
组成特点:
双链线状DNA分子, 全长50kb, 含65个基因,
在其分子两端各含有12 个碱基的互补单链,是天 然的粘性末端,被称为 COS位点。
λ噬菌体感染细菌后的溶菌性生长和溶源性生长
溶菌性生长(lytic pathway) 噬菌体感染细菌后,借助其2个COS位点互补成环,在宿
噬菌体
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。
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噬菌体的生活周期
分为两种: (1) 溶菌周期:
烈性噬菌体(virulent phage)
(2) 溶原周期:
温和噬菌体(temperate phage)
感染细菌后,将自己的DNA整 合到细菌的染色体DNA中。形 成这一过程称为溶源化
生长非必须区段 cI基因:溶源过程控制基因。
The phage cos ends
5‘-CGGGGCGGCGACCTCG-3’ 3’-GCCCCGCCGCTGGAGC-5’ Circular form
Cleavage (during packaging)
Ligation (after infection)
插入式载体可携带的外源DNA片段较 替换式为小。
• ◆ λ噬菌体载体可接受15 kb-23 kb的外源 DNA片段,它既可作为克隆载体,也可作 为表达载体,广泛用于各类基因库的构建。
重组噬菌体的分子量必须在野生型噬 菌体 分子量大小的75%至105%之间。
筛选标记: 蓝白斑(LacZ)、噬菌斑等。
噬菌体载体 (phage vectors)
一、噬菌体载体 二、单链噬菌体载体 三、噬菌粒载体 四、柯斯质粒载体
1
一、噬菌体载体
(一)噬菌体的一般特性
噬菌体是一类细菌病毒(Bacteriophage)
结构:
蛋白质外壳内包裹 着DNA(双链、单 链、线性、环状 等)。
T4 Bacteriophage
重组DNA导入E.coli细胞内。这是因为以感
染方式导入细胞的频率可达 106~108/μgDNA,而以转染(translation) 的方式导入的频率仅为103~105/ μgDNA。
λ噬菌体的包装限制为野生噬菌体DNA (约48.5 kb)的75%~105%。
由于λ噬菌体包装时,当DNA的长度短 于野生型的78%或超过105%时,噬菌体的 活性就急剧下降。因此只包装它的野生型 DNA(48.5KB)的75%~105%左右的D NA,要求λ载体DNA和外源DNA长度之 和在39~53kb之间。
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