对于做过分子实验的小伙伴来说,传统的分子克隆技术——酶切连接,大家应该都是比较熟悉的,那么对于其他的分子克隆技术类型大家有了解过吗?根据不同的实验需求,来选择不同的分子克隆技术以及产品。本期,小爱带大家一起来了解下几种常规的分子克隆技术吧。
酶切连接法属于经典的分子克隆方法,利用限制性内切酶切割DNA和利用DNA连接酶连接DNA,最后转化筛选及纯化,完成重组基因的大量制备。
图1 酶切连接流程
成功的酶切和有效的连接是分子克隆实验圆满完成的必要条件。限制性内切酶能特异性地结合于能被限制性内切酶识别的DNA序列之内或其附近的特异性位点上,并切割双链DNA。根据限制酶的识别切割特性、催化条件以及是否有修饰酶活性,可分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。分子克隆技术中最常用的是Ⅱ型酶,切割后得到的是带粘性末端或平末端的线性DNA。
粘性末端,即限制性内切酶在DNA双链上交错切割,形成的核苷酸顺序互补的,可形成氢键的末端(见图2)。
平齐末端,限制性内切酶在DNA双链的相同位置切割DNA分子,这样形式的断裂是形成具有平末端的DNA片断(见图3)。
图2 EcoR I切割DNA形成粘性末端DNA片段
图3 AluI切割DNA形成平末端DNA片段
核酸片段可以通过连接酶的作用连接起来而获得重组分子。DNA接酶催化双链DNA子中相邻碱基的5’-P末端与3-0H间形成3’,5’-磷酸二酯键。常用的DNA连接酶是T4 DNA连接酶——T4 DNA Ligase,被称为生物界的“502”。在有Mg2+和ATP存在的条件下,T4 DNA Ligase能催化双链DNA或RNA上相邻的5´-磷酸末端和3´-羟基末端形成磷酸二酯键。该酶不仅能够催化双链DNA的平末端或粘性末端之间的连接,还可以修复双链DNA、RNA或DNA/RNA杂交双链中的单链切刻,但不能催化单链DNA之间的连接。
图4 T4 DNA连接酶作用位点
TA克隆是指把PCR片段与一个具有3‘-T突出的载体DNA连接起来的方法。可用于不清楚目的基因的DNA序列,获得的目的片段通常需要通过TA克隆的方法重组到T-载体中,通过测序测定DNA序列。Absin T-Vector快速克隆试剂盒是高效、便利的PCR产物克隆专用试剂盒。
图5 TA克隆流程
无缝克隆技术是一种新的、快速、简洁的克隆方法,可以在质粒的任何位点进行一个或多个目标DNA的片断的插入,而不需要任何限制性内切酶和连接酶,只需要一步重组法,即可得到高效率克隆的重组载体,大大提高了工作效率。Absin快速多片段DNA组装预混液(abs60250)就是基于重组原理的无缝克隆技术,它不依赖繁琐的酶切、连接步骤,也不需要末端补平等操作,依据DNA片段与线性化载体末端的15~25nt 同源序列的重组,可将插入片段克隆至任意线性载体的任意位点,载体自连背景极低,是一种简单、快速、高效的DNA定向克隆技术。
图6 Absin快速多片段DNA组装预混液(abs60250)无缝克隆操作流程
TOPO克隆实际是基于拓扑异构酶的克隆技术,关键是拓扑异构酶。该技术不需要限制性内切酶或外源连接酶,从而提供了将新的PCR产物克隆到质粒中的极其简便快捷的方法。
Geteway克隆利用位点特异重组实现目的片段的插入的,载体上的一段目的片段在重组酶的作用下会替换成目的片段,不依赖限制性内切酶和连接酶,导入目的基因不需要开环处理,载体需要用试剂盒提供的载体,一般需要用到两个载体,快速、高效将DNA序列转移到载体上的克隆。