实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌课件

1、实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌1 实验三 重组质粒DNA转化大肠杆菌 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌2 实 验 目 的 p 学习将重组质粒学习将重组质粒DNA导入大肠杆菌的方法导入大肠杆菌的方法 p 学习氯化钙法制备大肠杆菌感受态细胞的方法学习氯化钙法制备大肠杆菌感受态细胞的方法 p 为下一步重组体筛选做准备为下一步重组体筛选做准备 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌3 实 验 原 理 遗传学中转化的基本含义是使细胞获得一新的可遗传的 表型性状。分子克隆中用人工的方法将重组质粒DNA导入大 肠杆菌细胞，使携带有重组质粒的大肠杆菌获得在抗生素平 板上生长的能力，从而与不携带重组质粒的的细菌区分

2、开来， 这个过程就是转化。 将重组质粒转化进受体细菌时，需诱导受体细菌产生一 种短暂的感受态以摄取外源DNA。大肠杆菌细胞经过一些特 殊方法（电击法、 CaCl2等化学试剂法）的处理后，细胞膜的 通透性发生了暂时性的改变，成为能允许外源DNA分子进入 的细胞即感受态细胞(Competent cells)。 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌4 转化(Transformation) 是将外源DNA分子引入受体细胞，使之获得新的遗传性状的 一种手段，它是微生物遗传、分子遗传、基因工程等研究领域的 基本实验技术。 0.1mol/L CaCl2是一种低渗溶液，在0低温处理大肠 杆菌细胞时，细胞膨胀成球形

3、，DNA可吸附在其表面。在短暂的热 冲击（如42 ）下，细胞可吸收外源DNA。 为了鉴定这些转化子，须利用质粒编码的筛选标记， 这些标记赋予细菌新的表型，是成功转化的细菌很容易被筛选出 来。pET32a质粒带有氨苄西林抗性基因（Ampr），其重组体转化 的大肠杆菌能够在含氨苄西林的培养基上生长，而未转化的受体 菌则不能再这种培养基上生长。 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌5 Ampr：氨苄西林抗性基因：氨苄西林抗性基因 内酰胺酶内酰胺酶 多克隆位点（多克隆位点（MCS）：外源）：外源DNA片段的插入位点片段的插入位点 Amps菌株菌株 Ampr 涂布于含涂布于含Amp的培养基上，可以生长。的培

4、养基上，可以生长。 次日可见白色菌落次日可见白色菌落- 转化子。转化子。 培养基上含有培养基上含有X-Gal和和 IPTG时，可使用蓝白时，可使用蓝白 斑筛选方法鉴别真正斑筛选方法鉴别真正 的重组的转化子。的重组的转化子。 pET32a pET32a 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌6 结构的三大要素：结构的三大要素： 多克隆位点 选择标记（耐药性，LacZ） 复制起始位点 种类：种类： 质粒 噬菌体 酵母人工染色体（YAC） 反转录病毒载体 表达载体等 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌7 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌8 pET-32a Vector The pET System is t

5、he most powerful system yet developed for the cloning and expression of recombinant proteins in E. coli. 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌9 pET-32 cloning/expression region 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌10 Vector (pET-32a) Gene fragment (SmPR10) pET32a-SmPR10 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌11 材料、设备及试剂 材料 E. coli DH5菌株: R-、M-、Amp- (转化过程所用的受体细胞一

6、般是限制修饰系统缺陷的变异株，即不含限制性内切酶和甲基化 酶的突变体(R,M),它可以容忍外源DNA分子进入体内并稳定地 遗传给后代。） pET32a-SmPR10质粒DNA（浓度：2 ng/l): 实验室自制 设备 恒温摇床；电热恒温培养箱；台式高速离心机；超净工作 台；低温冰箱；恒温水浴锅；分光光度计；微量移液枪。 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌12 试剂 1、LB固体和液体培养基 LB培养基配方：（单位g/L） 胰蛋白胨 10 酵母提取物 5 NaCl 10 琼脂粉（1.5%） 15g （注：LB液体培养基不加琼脂粉） 按配方称量药品,加入一定量的ddH2O后置电炉上加热熔解琼脂， 待

7、琼脂完全熔解后加入ddH2O定容至1000ml,用NaOH调节pH至7.0。 121湿热高压灭菌20分钟，待冷却至60左右,在超净工作台中加 入一定量的Amp储存液,使终浓度为100g/ml,摇匀后用培养皿铺板。 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌13 2、Amp母液： 称取氨苄西林100mg溶于1mlddH2O中，0.22m滤器过滤 除菌，用1.5ml离心管分装后储存于-20冰箱. 3、0.1mol/L CaCl2 溶液: 称0.56gCaCl2(无水分析纯),溶于50ml重蒸水中,定容至 100ml,用0.22m滤器过滤除菌或高压灭菌。EP管分装于 4冰箱储存 . 4、 pET32a-SmP

8、R10质粒：实验室自制 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌14 操 作 步 骤 （一） 受体菌的培养 1、取-70或-20贮存的大肠杆菌DH5菌种，在LB培养液中培养过夜， 进行活化; 2、取几微升活化后的菌液（取量视菌的密度而定）在LB平板上涂布,于 37培养箱中培养24h；从LB平板上挑取单菌落,接种于3-5ml LB液体 培养基中,37下振荡培养12小时左右,直至对数生长后期。 3、将该菌悬液以1:100-1:50的比例接种于LB液体培养基中,37振荡培 养2-3小时至OD600 0.5左右(生长对数期）。（注：这一步非常关键。 培养过度的菌液含有较多的“老”细胞，制备成感受态细胞后其接受

9、外援 DNA能力较低，从而导致转化率降低。） 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌15 （二）、 感受态细胞的制备 ( CaCl2 法) 1、将菌液转入1.5ml离心管中,冰上放置10分钟, 然后于4、4000rpm离心10分钟。 2、弃去上清,用预冷的0. 1mol/L的CaCl2 溶液 1ml轻轻悬浮细胞,冰上放置10分钟后,4、 4000rpm离心10分钟。 3、弃去上清,加入0.1ml预冷的0. 1mol/L的 CaCl2 溶液,轻轻悬浮细胞。每份100l（注意 悬液密度要均匀）,冰上放置备用。 4、暂时不用的感受态细胞可置于 -80保存。 注：注：CaCl2处理后的细胞比较脆弱，尽量温柔

10、操作！处理后的细胞比较脆弱，尽量温柔操作！ 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌16 （三） 重组质粒DNA的转化 质粒和感受态细胞混和：在100l感受态细胞 悬液中加入5l重组质粒DNA（ pET32a- SmPR10 ），轻轻混匀后冰上放置30分钟。 热击：42水浴中热击60秒（注：精确计算时 间，热击过长将对细胞造成伤害）,热击后马 上置于冰上冷2-5分钟。 1. 复苏：向每管中加入800l LB液体培养基(注： 不含Amp),混匀后在37150rpm轻摇培养1小时， 使细菌恢复正常生长状态，并表达质粒编码的 抗生素抗性基因(Ampr )。 思考：思考：热击后的细胞已吸入外源质粒，如本实验中

11、的热击后的细胞已吸入外源质粒，如本实验中的 pET32a，该质粒可赋予宿主氨苄青霉素抗性。但是为，该质粒可赋予宿主氨苄青霉素抗性。但是为 什么复苏时用的什么复苏时用的LB培养液不加培养液不加Amp？ 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌17 （四）涂布平板筛选转化质粒 将管中培养液摇匀后取100l 均匀涂布于含Amp的筛选平 板上。 （注：将培养液摇匀后涂布。） 2. 正面向上放置半小时,待菌液完全被培养基吸收后倒置培 养皿，37温箱中培养过夜，次日观察实验结果。 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌18 预期实验结果 感受态细胞感受态细胞+重组质粒重组质粒0.1MCaCl2+重组质粒重组质粒感受态细

12、胞感受态细胞+无菌水无菌水 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌19 实验报告 思考题 (1). 根据本实验你认为影响转化率的因素有哪些？ (2). 如果实验中对照组本不该长出菌落的平板上长出了一些菌落， 你将如何解释这种现象？ 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌20 实验中要考虑的重要因素 为了提高转化效率, 实验中要考虑以下几个重要因素： 1. 细胞生长状态和密度: 不要用经过多次继代或储于的培 养菌，最好从-70或-20甘油保存的菌种中直接转接用于制备 感受态细胞的菌液。细胞生长密度以刚进入对数生长期时为好， 可通过监测培养液的OD600 来控制。DH5菌株的OD600 为0.5时, 细胞密度在5107 个/ml左右(不同的菌株情况有所不同),这时比 较合适。密度过高或不足均会影响转化效率。 实验三重组质粒DNA转化大肠杆菌21 2. 质粒的质量和浓度: 用于转化的质粒DNA应主要是超螺旋态 DNA(cccDNA)。转化效率与外源DNA的浓度在一定范围内成正比,但当 加入的外源DNA的量过多或体积过大时,转化效率就会降低。10ng的 cccDNA即可使100l 的感受态细胞达到饱和。一般情况下,DNA溶液的 体积不应超过感受态细胞体积的5。 3. 试剂的质量: 所用的试剂，如CaCl2 等均需是高纯度的(GR.或AR.),并 用超纯水配制，最好分装保存于干燥的冷暗