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第三章 分子生物学常用技术和基本原理

稳定性好
缺点:灵敏度低 特异性较差
核酸探针
核酸分子技术路线
靶核酸
标记、纯化
分离纯化
液相杂交 固相杂交
原位杂交
预处理
探针-靶反 应
纯化杂交体
放射性核 素检测
非放射性杂 化分子检测
限制性酶切
杂交信 号检测
(二)、印迹技术的类别及应用
1、DNA印迹技术 (Southern blotting)
GCCTAG+
GATCC G
粘端切口
同功异源酶
来源不同的限制酶,但能识别和切割 同一位点,这些酶称同功异源酶。
Bam HⅠ GGATCC CCTAGG
GCCTAG +GATCGC
BstⅠ
GGATCC CCTAGG
GCCTAG+
GATCC G
同尾酶
有些限制性内切酶虽然识别序列不完全 相 同 , 但 切 割 DNA 后 , 产 生 相 同 的 粘 性 末 端,称为同尾酶。这两个相同的粘性末端称 为配伍未端(compatible end)。
2、DNA体外连接
三、其他工具酶
1、大肠杆菌DNA聚合酶 2、耐热DNA聚合酶(Taq酶) 3、逆转录酶 4、甲基化酶:将某些限制位点甲基化,使
DNA不再被某些限制酶切割,在制备重组 DNA时用于修饰目的DNA内部的一些限制位 点,保护目的DNA。
第二节 分子克隆常用载体
克隆(clone)
来自同一、其他载体
酵母人工染色体 (yeast artificial chromosome, YAC) 细菌人工染色体 (bacterial artificial chromosome, BAC) 动物病毒DNA改造的载体 (如腺病毒,腺病毒相关病毒,逆转录病毒)
载体分类:
转染 transfection 用病毒或病毒DNA感染细胞。
基因表达,尤其 是转录水平
寡核苷酸探 针 人工合成
(1)链短, 杂交时间短 (2)对单核 苷酸变化敏 感
(1)所带标 记物较少, 灵敏度较低
基因点突变 分析
常见的探针标记物
放射性核素
优点:灵敏度高 对酶促反应无影响 假阳性率低
缺点:半衰期短 易造成放射性污染
常见的探针标记物
非放射性标记物 优点:无放射性污染
标记其末端或全链的已知序列的多聚核苷 酸,与固定在NC膜上的核苷酸结合,判断 是否有同源的核酸分子存在。
探针种类:
DNA探针 cDNA探针 RNA探针 寡核苷酸探针
基因组DNA探针
来源 克隆化的基因片 段
优点
(1)制作方法 简便,易获得 (2)不易降解 (3)标记方法 成熟
易因非特异性杂 交出现假阳性结 缺点 果
分子克隆(DNA可隆、基因克隆、重组DNA等) 。
分子克隆(DNA可隆、基因克隆、重组DNA)
一、质粒(plasmid)载体
1、基本特征: 2、类型:F、R、Col 3、命名:例 pBR322 4、 pBR322质粒载体的特点
第二节 分子克隆常用载体
二、噬菌体载体
1、一般特征:是一类细菌病毒的总称,结构 比质粒复杂,感染效率很高。
基本原理
DNA加 热变性
DNA冷却 复性
DNA/RNA 杂交
变性
复性
RNA
DNA
二、核酸分子杂交的基本分类
DNA-DNA杂交
杂交
DNA-RNA杂交
杂交的基本分类
根据杂交介质的不同
液相杂交 固相杂交 原位杂交 基因芯片技术
三、核酸分子杂交与印迹技术
(一)、核酸探针
探针 (probe) 一小段用同位素、生物素或荧光染料标
克隆化(cloning)
获取同一拷贝的过程,即无性繁殖。
技术水平: ①分子克隆(molecular clone),即DNA 克隆 ②细胞克隆 ③个体克隆(动物或植物)
DNA克隆
视频
应用酶学的方法,在体外将各种来源的遗传物质 (同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人 工的DNA)与载体DNA接合成一具有自我复制能 力的DNA分子——复制子(replicon),继而通过转 化或转染宿主细胞,筛选出含有目的基因的转化子 细胞,再进行扩增提取获得大量同一DNA分子, 也称基因克隆或重组DNA (recombinant DNA)
Bam HⅠ GGATCC CCTAGG
Bg lⅡ AGATCT TCTAGA
G CCTAG
+
GATCC G
ATCTAG+GATCTA
使用注意
二、DNA连接酶和DNA分子的体外连接
1、DNA连接酶 : 1967年首先发现,能催化2 条DNA链之间形成磷酸二酯键。
根据来源分: ①大肠杆菌 ②T4噬菌体
2、定义: 2、命名:
3、分类:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ (基因工程技术中常用Ⅱ型)
4、 II 型限制酶的特点 Ⅱ类酶识别序列特点—— 回文结构(palindrome)
GGATCC CCTAGG
切口 :平端切口、粘端切口
HindⅡ
GTCGAC CAGCTG
GTC CAG
+
GAC CTG
平端切口
Bam HⅠ
GGATCC CCTAGG
第三章 分子生物学常用 技术和基本原理
第一节 分子生物学常用工具酶
一、限制性核酸内切酶与DNA分子的体外切割
1、来源与作用:是原核生物中的一类防御武器,可 以将外源性DNA分子切割成大小不同的片断,而细 菌本身的DNA由于修饰酶(通常为甲基化酶)的保 护作用,免受降解。与甲基化酶共同构成细菌的限 制修饰系统,限制外源DNA, 保护自身DNA。1970 年首先在流感嗜血杆菌中发现Hind Ⅲ 。
微生物诊断 应用 中药鉴定
cDNA探针 RNA的逆转录 (1)不含内 含子 (2)杂交特 异性高
制备复杂,不 易获得
基因表达
RNA探针
mRNA、病毒 RNA
(1)杂交体稳定 (2)不存在互补 双链的竞争性结 合 (3)杂交特异性 高 (4)杂交后本底 低
(1)易降解 (2)标记方法较 复杂 (3)polyA影响 杂交特异性
转导 transduction 以噬菌体为媒介,转移遗传物质。
转化 transformation 以质粒将外源性DNA引入细胞的过程。
第三节 核酸分子杂交 (nucleic acid hybridization )
一、基本原理 在DNA复性过程中,如果把不同DNA
单链分子放在同一溶液中,或把DNA与 RNA放在一起,只要在DNA或RNA的单链 分子之间有一定的碱基配对关系,就可以 在不同的分子之间形成杂化双链 (heteroduplex) 。
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