植物基因克隆实验指导
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基因工程技术的实验室操作指南基因工程技术是当代生物科学领域的重要技术之一,依靠该技术,科学家们能够对生物体的基因进行修改和编辑,从而改变其性状和特征。
为了确保实验的准确性和安全性,科学家们在基因工程技术的实验室操作中需遵循一系列的指南和标准。
本文将针对基因工程技术的实验室操作进行详细介绍。
实验室操作前的准备工作非常关键。
首先,实验室应具备相关的设备和材料,如PCR仪、电泳仪、恒温器、培养皿和试管等。
同时,实验室应确保符合生物安全标准,并配备必要的防护设施,如实验室白大褂、口罩、手套和安全护目镜等。
在开始实验之前,实验员应熟悉实验的流程和步骤,并将实验室设置为无菌环境。
基因工程技术的一个重要步骤是基因克隆。
在进行基因克隆实验时,实验员应遵循以下步骤:1. DNA提取:从所需的生物体中提取DNA样本。
可以通过使用商业化的DNA提取试剂盒或自制试剂盒来实现。
2. PCR扩增:设计引物并进行PCR扩增,以扩增想要克隆的基因片段。
确保PCR反应体系中酶和引物的质量和浓度合适。
3. 凝胶电泳:将PCR扩增产物与DNA分子量标准一同在凝胶上进行电泳,以分离并检测所需的基因片段。
4. 净化PCR产物:使用商业化的PCR产物净化试剂盒或其他方法去除PCR反应中的杂质,得到纯净的PCR产物。
5. 酶切和连接:使用限制性内切酶切剪基因片段,然后与质粒载体进行连接。
确保酶切体系和连接试剂的合理选择和操作。
6. 转化:将连接好的质粒转化至宿主细胞中,如大肠杆菌。
通过热激或电激等方法,使质粒得以进入宿主细胞,从而实现基因的转移和表达。
另一个重要的基因工程技术是基因编辑。
下面是基因编辑实验的步骤:1. 选择编辑工具:选择合适的基因编辑工具,如CRISPR-Cas9系统。
设计合适的引物和寡核苷酸(gRNA)序列,与Cas9蛋白结合来识别和切割特定的基因序列。
2. gRNA合成与转染:合成gRNA并将其转染至需要编辑的目标细胞中。
《基因工程》实验教学教案一、实验教学目标1. 让学生了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 培养学生运用基因工程技术解决实际问题的能力。
3. 帮助学生掌握基因克隆、基因编辑等实验技能。
二、实验教学内容1. 基因克隆实验:让学生通过PCR扩增目的基因,并进行琼脂糖凝胶电泳分析。
2. 基因编辑实验:让学生利用CRISPR/Cas9系统对目标基因进行编辑,并通过PCR和琼脂糖凝胶电泳验证编辑效果。
3. 基因表达实验:让学生将目的基因插入到表达载体中,转化大肠杆菌,并通过IPTG诱导表达。
4. 抗原-抗体反应实验:让学生利用基因工程方法制备重组抗原,并进行抗原-抗体特异性反应检测。
5. 基因工程应用实例:让学生了解基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。
三、实验教学方法1. 讲授法:讲解基因工程的基本原理、操作步骤和实验技巧。
2. 演示法:演示基因克隆、基因编辑等实验操作,让学生直观地了解实验过程。
3. 实践操作:让学生动手进行实验,培养实验操作能力和团队协作精神。
4. 讨论法:引导学生针对实验结果进行分析和讨论,提高解决问题的能力。
四、实验教学准备1. 教材和参考资料:准备《基因工程》等相关教材和参考资料,为学生提供理论支持。
2. 实验器材:准备PCR仪器、琼脂糖凝胶电泳设备、表达载体、大肠杆菌等实验所需的器材和试剂。
3. 实验指导:制定详细的实验步骤和操作指南,方便学生查阅。
五、实验教学评价1. 过程评价:评价学生在实验操作过程中的规范性和团队协作精神。
3. 应用评价:评价学生运用基因工程知识解决实际问题的能力。
4. 学生互评:鼓励学生互相评价,提高自我认知和沟通能力。
六、实验教学流程1. 实验前准备:讲解实验原理、目的和操作步骤,检查实验器材和试剂。
2. 实验操作:按照实验指导进行基因克隆、基因编辑等实验操作。
3. 实验结果分析:对实验结果进行分析和讨论,解释实验现象。
5. 实验总结:总结实验收获和不足,提出改进措施。
DNA分子克隆技术(也称基因克隆技术):在体外将DNA分子片段与载体DNA片段连接,转入细胞获得大量拷贝的过程中DNA分子克隆(或基因克隆)。
其基本步骤包括:制备目的基因→将目的基因与载体用限制性内切酶切割和连接,制成DNA重组→导入宿主细胞→筛选、鉴定→扩增和表达。
载体(vecors)在细胞内自我复制,并带动重组的分子片段共同增殖,从而产生大量的DNA分子片段。
主要目的是获得某一基因或NDA片段的大量拷贝,有了这些与亲本分子完全相同的分子克隆,就可以深入分析基因的结构与功能,随着引入的DNA片段不同,有两种DNA库,一种是基因组文库(genomic library),另一种是cDNA库。
载体所谓载体是指携带靶DNA片段进入宿主细胞进行扩增和表达的工具。
细菌质粒是一种细菌染色体外小型双链环状结构的DNA,分子大小为1-20kb,对细菌的某些代谢活动和抗药性表型具有一定的作用。
质粒载体是在天然质粒的基础上人工改造拼接而成。
最常用的质粒是pBR322。
基因库的建造含有某种生物体全部基历的随机片段的重组DNA克隆群体,其含有感光趣的基因片段的重组子,可以通过标记探针与基因库中的重组子杂交等方法而筛选出来,所得到的克隆经过纯化和扩增,可用于进一步的研。
其主步骤包括:(1)构建基因库迅速的载体;(2)DNA片段的制备;(3)DNA片段与载体DNA 的连接;(4)包装和接种。
cDNA库的建造是指克隆的DNA片段,是由逆转录酶自mRNA制备的cDNA。
cDNA库包括某特定细胞的全部cDNA克隆的文库,不含内含子。
特异基因的筛选常用的方法有:(1)克隆筛选即探针筛选法;(2)抗体检测法,检测其分泌蛋白质来筛选目的基因;(3)放射免疫筛选法,查出分泌特异抗原的基因;(4)免疫沉淀法,进行特异基因的筛选。
核酸序列测定DNA的碱基序列决定着基因的特性,DNA序列分析(测序,sequencing)是分子生物学重要的基本技术。
实验一 CTAB法提取植物基因组总DNA及分析一、实验目的分离纯化植物DNA是植物分子生物学和基因工程的基本技术要求,CTAB法是提取植物基因组DNA的一种新型方法,可以抽提许多其它方法难以抽提的植物材料(如含多酚较多的植物材料、干燥后的茶叶、老树根等)中的DNA,得率高,质量好,用于PCR、Southern杂交、分子标记、DNA文库构建等。
二、基本原理植物材料在液氮中研磨可以迅速破坏其细胞壁,游离出细胞器和原生质,并防止DNA降解。
采用CTAB (十六烷基三甲基溴化胺,一种非离子型去污剂)抽提液抽提(65℃)上述研磨物,在高盐条件下不但溶解细胞膜相物质,而且CTAB与核酸形成可溶性的复合物,采用离心可以将变性的蛋白质和多酚、多糖等杂质(沉淀相)去除,水相中含有核酸与CTAB的复合物及其它可溶性的杂质。
直接向水相中加入异丙醇则导致核酸的沉淀,CTAB和其它多数杂质留于异丙醇与水的混合相中,吸出核酸沉淀团经过多次乙醇漂洗和沉淀、TE溶解得到DNA粗提物。
粗提的DNA一般可用于粗略PCR等。
用于精细PCR、Southern杂交和DNA文库构建的DNA则应进一步纯化。
用RNase水解RNA,用酚/氯仿/异戊醇和氯仿/异戊醇抽提去除蛋白杂质等,经乙醇沉淀后可获得较为纯净的植物总DNA。
三、实验材料甘蓝型油菜(Brassica napus L.)幼叶。
四、主要仪器设备及耗材Eppendorf 5804R低温离心机,Hettich Universal 32R低温离心机,Eppendorf Minispin离心机,Sanyo SIM-F124制冰机,TOMY SS-325自动灭菌锅,Millipore Elix纯水系统,Eppendorf research微量移液器系列,GingTian JA2003A电子天平,Satorius PB-10 pH计,HH·S21-4-S恒温水浴锅,UVP GDS8000自动高效紫外透视成像仪,DYY-8C型双稳定时电泳仪及水平电泳槽,Gene spec I快速核酸蛋白自动分析仪,长岭BCD-239家用冰箱,TNZ-30-50液氮生物容器及液氮,微波炉,研钵,离心管(15ml、1.5ml),枪头(10、200和1000μl),两面板,枪头盒,离心管盒(1.5ml)等。
植物生理学实验指导目录植物材料的采集、处理与保存植物生理实验使用的材料非常广泛,根据来源可划分为天然的植物材料(如植物幼苗、根、茎、叶、花等器官或组织等)和人工培养、选育的植物材料(如杂交种、诱导突变种、植物组织培养突变型细胞、愈伤组织、酵母等)两大类;按其水分状况、生理状态可划分为新鲜植物材料(如苹果、梨、桃果肉,蔬菜叶片,绿豆、豌豆芽下胚轴,麦芽、谷芽,鳞茎、花椰菜等)和干材料(小麦面粉,玉米粉,大豆粉,根、茎、叶干粉,干酵母等)两大类,因实验目的和条件不同,而加以选择。
植物材料的采集和处理,是植物生理研究测定中的重要环节。
在实际工作中,往往容易把注意力集中在具体的仪器测定上,而对于如何正确地采集和处理样品却不够注意,结果导致了较大的实验误差,甚至造成整个测定结果的失败。
因此,必须对样品的采集、处理与保存给予足够的重视。
一、原始样品及平均样品的采取、处理植物生理研究测定结果的可靠性(或准确性),首先取决于试材对总体的代表性,如果采样缺乏代表性,那么测定所得数据再精确也没有意义。
所以,样品的采集除必须遵循田间试验抽样技术的一般原则外,还要根据不同测定项目的具体要求,正确采集所需试材。
目前,随着研究技术的不断发展,应该不断提高采样技术的水平。
在作物苗期的许多生理测定项目中都需要采集整株的试材样品,在作物中后期的一些生理测定项目中,如作物群体物质生产的研究,也需要采集整株的试材样品,有时虽然是测定植株的部分器官,但为了维持器官的正常生理状态,也需要进行整株采样。
除研究作物群体物质生产外,对于作物生理过程的研究来说,许多生理指标测定中的整株采样,也只是对地上部分的采样,没有必要连根采样,当然对根系的研究测定例外。
采样时间因研究目的而不同,如按生育时期或某一特殊需要的时间进行。
除逆境生理研究等特殊需要外,所取植株应是能代表试验小区正常生育无损伤的健康植株。
为了保证植物材料的代表性,必须运用科学方法采取材料。
《甜瓜CmPP1-1和CmNAC35基因在果实发育中功能的初步探究》篇一一、引言甜瓜作为世界各地广泛种植的水果之一,其果实发育过程中的遗传机制一直是植物学和农业科学研究的热点。
近年来,随着分子生物学技术的飞速发展,基因功能研究成为了解果实发育和品质改良的重要途径。
本文以甜瓜(Cucumis melo)的CmPP1-1和CmNAC35基因为研究对象,对它们在果实发育中的功能进行初步探究。
二、材料与方法1. 材料本实验选用的甜瓜品种为优质高产的‘京欣一号’,取其不同发育阶段的果实为实验材料。
2. 方法(1)基因克隆与序列分析:通过PCR技术克隆CmPP1-1和CmNAC35基因的cDNA序列,并进行序列分析。
(2)表达模式分析:利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,检测两个基因在不同发育阶段果实的表达水平。
(3)基因功能验证:采用基因敲除和过表达技术,探究CmPP1-1和CmNAC35基因对果实发育的影响。
(4)生理指标测定:测定果实的形态指标(如大小、形状等)和生理指标(如糖分含量、果皮硬度等)。
三、结果与分析1. 基因克隆与序列分析成功克隆了甜瓜CmPP1-1和CmNAC35基因的cDNA序列,经序列分析发现,这两个基因与其他植物中的同源基因具有较高的相似性,表明它们在进化过程中具有保守的功能。
2. 表达模式分析通过qRT-PCR检测发现,CmPP1-1和CmNAC35基因在果实发育的不同阶段表达水平存在显著差异。
其中,CmPP1-1基因在果实发育的早期高表达,而CmNAC35基因则在果实成熟阶段表达量较高。
这表明两个基因在果实发育过程中可能具有不同的功能。
3. 基因功能验证(1)基因敲除实验:通过CRISPR/Cas9技术敲除甜瓜中的CmPP1-1和CmNAC35基因,观察果实发育的表型变化。
结果显示,敲除这两个基因的甜瓜果实发育出现异常,表明它们在果实发育中具有重要作用。
(2)基因过表达实验:构建了CmPP1-1和CmNAC35基因的过表达载体,并通过遗传转化获得过表达植株。
基因工程实验操作作业指导书前言:在进行基因工程实验操作之前,请确保已经具备相应的实验知识和技能,并遵守实验室的安全规定。
本实验操作指导书将详细介绍基因工程实验的步骤和注意事项,以确保实验顺利进行。
一、实验前准备1.确认实验的目的和所需材料:确定需要进行的基因工程实验目标,并准备所需的各种试剂、细胞培养物和实验器材。
2.实验室安全措施:穿戴实验室要求的个人防护装备,遵守实验室的规章制度。
确保实验室电源和排风系统正常运行。
二、实验步骤1.基因克隆a) DNA提取:从源生物体中提取DNA样本,利用适当的提取方法将DNA纯化并获得高质量的DNA。
b) PCR扩增:设计引物,进行PCR扩增反应,使目标基因扩增到所需的浓度。
c) 酶切:使用限制性内切酶对目标基因和载体进行酶切,创建黏性末端适配体。
d) 连接:将目标基因与载体连接,形成重组DNA。
e) 转化:将重组DNA转化到适宜的宿主细胞中,使其能够被宿主细胞内的酶复制和表达。
2.细胞培养a) 培养基准备:根据实验需求制备适宜的培养基。
b) 细胞传代:将宿主细胞进行传代,以保持活性和生长状态。
c) 质粒提取:从转化后的细菌中提取质粒DNA,作为后续实验的样本。
d) 菌液预处理:将细菌培养物进行适当的处理,如离心、洗涤等。
3.基因表达a) 表达培养条件控制:设置适宜的温度、培养时间和培养基成分,以获得高效的基因表达。
b) 转录与翻译:利用适当的启动子和加入适量的诱导剂,实现基因转录和翻译。
c) 蛋白质纯化:根据需要,对表达的蛋白质进行纯化,确保其纯度和活性。
4.实验结果分析a) 凝胶电泳:使用凝胶电泳分析方法,判断基因工程实验的成功与否。
b) 荧光检测:通过荧光标记的方法检测基因表达程度。
c) 其他分析方法:根据实验目的及需求,选择适当的分析方法进行结果分析。
三、实验操作注意事项1.实验室安全:佩戴手套、实验外套、护目镜等个人防护装备,避免实验材料和试剂对人体造成伤害。
基因工程实践教案一、引言基因工程是现代生物学研究中的重要分支,它涉及对生物体遗传物质的修改和重组。
在基因工程实践中,学生可以通过实际操作和实验观察,深入了解基因工程的基本原理和技术方法。
本教案旨在引导学生掌握基因工程实践的基本步骤和实验技巧,并培养学生的科学实验能力和创新思维。
二、实践目标1. 了解基因工程的概念和意义;2. 掌握基因工程实践的基本步骤和技术方法;3. 学会正确运用实验仪器和实验试剂;4. 培养团队合作意识和创新能力。
三、实践内容1. 实验前准备a. 确定实验目的和方法;b. 准备实验所需材料和仪器设备;c. 清洗实验用具,准备实验台和实验室环境。
2. DNA提取实验a. 收集实验所需材料,如细菌、平衡盐溶液等;b. 按照提取DNA的方法,进行操作;c. 观察DNA提取过程,并记录实验数据。
3. 基因克隆实验a. 准备质粒和目的基因片段;b. 将目的基因片段连接到质粒上;c. 转化细菌,并培养后进行筛选。
4. 基因转染实验a. 准备目的细胞和载体;b. 进行细胞和载体的共培养;c. 观察细胞是否成功转染,并进行分析和鉴定。
五、实践评估1. 实验数据记录和分析学生根据实验结果,整理和分析实验数据,并提出结论。
2. 实验报告撰写学生根据实验过程和结果撰写实验报告,包括实验目的、方法、结果和讨论等内容。
六、教学资源1. 实验室设备2. 实验试剂3. 实验操作手册4. 相关课本和参考书籍七、教学过程1. 引入基因工程的概念和意义,让学生了解基因工程的应用领域和价值。
2. 介绍基因工程实践的基本步骤和技术方法,引导学生了解DNA提取、基因克隆和基因转染等实验的原理和操作流程。
3. 分组讨论和实验计划制定,引导学生在小组中讨论实验设计和实验步骤,制定实验计划和分工。
4. 实验操作指导,老师根据实验计划,向学生介绍实验操作的关键点和注意事项,并指导学生正确使用实验仪器和试剂。
5. 实验结果分析和讨论,学生根据实验数据,进行结果分析和讨论,探讨实验中遇到的问题和解决办法。
《分子生物学》实验指导实验1 植物总DNA的提取生物总DNA的提取是分子生物学实验的一个重要内容。
由于不同的生物材料细胞壁的结构和组成不同,而细胞壁结构的破坏是提取总DNA的关键步骤。
同时细胞内的物质也根据生物种类的不同而有差异,因此不同生物采用的提取方法也不同,一般要根据具体的情况来设计实验方法。
本实验介绍采用CTAB法提取植物总DNA的技术。
[实验目的]学习和掌握学习CTAB法提取植物总DNA的基本原理和实验技术。
学习和掌握紫外光吸收法鉴定DNA的纯度和浓度。
[实验原理]植物叶片经液氮研磨,可使细胞壁破裂,加入去污剂(如CTAB),可使核蛋白体解析,然后使蛋白和多糖杂质沉淀,DNA进入水相,再用酚、氯仿抽提纯化。
本实验采用CTAB法,其主要作用是破膜。
CTAB 是一种非离子去污剂,能溶解膜蛋白与脂肪,也可解聚核蛋白。
植物材料在CTAB的处理下,结合65℃水浴使细胞裂解、蛋白质变性、DNA 被释放出来。
CTAB与核酸形成复合物,此复合物在高盐(>0.7mM)浓度下可溶,并稳定存在,但在低盐浓度(-0.5mM NaCl)下CTAB-核酸复合物就因溶解度降低而沉淀,而大部分的蛋白质及多糖等仍溶解于溶液中。
经过氯仿/ 异戊醇(24:1) 抽提去除蛋白质、多糖、色素等来纯化DNA,最后经异丙醇或乙醇等沉淀剂将DNA 沉淀分离出来。
由于核酸、蛋白质、多糖在特定的紫外波长都有特征吸收。
核酸及其衍生物的紫外吸收高峰在260nm。
纯的DNA样品A260/280≈,纯的RNA样品A260/280≈,并且1μg/ml DNA溶液A260=。
[实验器材]1、高压灭菌锅2、冰箱3、恒温水浴锅4、高速冷冻离心机5、紫外分光光度计6、剪刀7、陶瓷研钵和杵子8、磨口锥形瓶(50ml)9、滴管10、细玻棒11、小烧杯(50ml)12、离心管(50ml)13、植物材料[实验试剂]1、3×CTAB buffer()100mM Tris25mM EDTA1.5M NaCl3% CTAB2% β-巯基乙醇2、TE缓冲液()10mmol/L Tris·HCl1mmol/L EDTA3、氯仿-异戊醇混合液(24:1,V/V)4、95%乙醇5、液氮[实验步骤]1、称取2g新鲜的植物叶片,用蒸馏水冲洗叶面,滤纸吸干水分。
一、实验目的1. 理解基因的概念、结构及功能;2. 掌握基因克隆、表达及功能分析的基本实验技术;3. 分析基因表达与调控的关系。
二、实验原理基因是生物体内具有遗传信息的DNA片段,是生物遗传的基本单位。
基因通过转录和翻译过程,指导生物体内蛋白质的合成,从而实现生命活动的调控。
本实验主要涉及以下内容:1. 基因克隆:通过PCR技术扩增目的基因,将其克隆到载体上,构建基因表达载体;2. 基因表达:将构建好的基因表达载体转化到宿主细胞中,观察目的基因的表达情况;3. 基因功能分析:通过观察目的基因表达产物在细胞内的功能,分析基因的功能。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:(1)目的基因DNA模板;(2)PCR引物;(3)限制性核酸内切酶;(4)DNA连接酶;(5)克隆载体;(6)宿主细胞;(7)表达载体;(8)质粒提取试剂盒;(9)DNA电泳试剂;(10)Western blot试剂。
2. 实验仪器:(1)PCR仪;(2)电泳仪;(3)凝胶成像系统;(4)Western blot系统;(5)离心机;(6)PCR仪;(7)酶标仪。
四、实验步骤1. PCR扩增目的基因:设计特异性引物,以目的基因DNA为模板,进行PCR扩增。
2. 克隆载体构建:将PCR扩增的目的基因与克隆载体连接,构建基因表达载体。
3. 转化宿主细胞:将构建好的基因表达载体转化到宿主细胞中。
4. 质粒提取:从转化后的宿主细胞中提取质粒。
5. 阳性克隆鉴定:通过PCR和酶切鉴定阳性克隆。
6. 基因表达分析:通过RT-qPCR检测目的基因在细胞中的表达水平。
7. Western blot检测:通过Western blot检测目的蛋白的表达情况。
8. 基因功能分析:通过观察目的蛋白在细胞内的功能,分析基因的功能。
五、实验结果与分析1. PCR扩增结果:通过PCR扩增获得目的基因,大小与预期一致。
2. 克隆载体构建:通过酶切和PCR鉴定,成功构建基因表达载体。
植物遗传资源学报2008,9(3):3852391Journal of Plant Genetic Res ources植物基因启动子的克隆及其功能研究进展聂丽娜1,2,夏兰琴1,徐兆师1,高东尧1,李 琳1,2,于 卓2,陈 明1,李连城1,马有志1(1中国农业科学院作物科学研究所/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程/农业部作物遗传育种重点开放实验室,北京 100081;2内蒙古农业大学农学院,呼和浩特 010019) 摘要:启动子在植物基因表达调控过程中起着重要作用。
对于植物基因启动子的克隆及其功能研究有助于了解信号传递途径和基因表达调控模式,为植物转基因工程研究提供理论依据。
本文综述了植物基因启动子的基本结构、类型、克隆方法及功能研究进展,着重介绍了广泛应用于转基因工程的诱导型启动子及启动子功能分析,展望了今后植物启动子的研究方向。
关键词:植物基因启动子;诱导型启动子;克隆;功能分析Progress on Clon i n g and Functi onal Study of Pl ant Gene Pro motersN I E L i 2na 1,2,X IA Lan 2qin 1,XU Zhao 2shi 1,G AO Dong 2yao 1,L IL in1,2,Y U Zhuo 2,CHE N M ing 1,L IL ian 2cheng 1,MA You 2zhi1(1N ational Key Facility for C rop Gene Resources and Genetic I m prove m ent/Key L aboratory of C rop Genetics and B reeding,M inistry of A griculture /Institute of C rop Sciences,Chinese A cade m y of A gricultural Sciences,B eijing 100081;2College of A grono m y,InnerM ongolia A gricultural U niversity,Huhhot 010019) Abstract:Pr omoters p lay an i m portant r ole in the p r ocess of p lant gene exp ressi on and regulati on .The studyon the p r o moter cl oning and its functi onal investigati on contributes t o understand the signal transducti on pathways and gene exp ressi on regulati on model,and offers theoretical basis f or transgenic engineering .This paper revie ws the basic structure,types,cl oning methods and the functi on of p lant gene p r omoters,es pecially inducible p r omoters and their functi on analysis app lied widely t o transgenic engineering .I n the end,this paper deals with the future re 2search and devel opment p r os pects of p lant p r omoters .Key words:Plant gene p r o moter;I nducible p r omoter;Cl oning;Functi on analysis收稿日期:2008204220 修回日期:2008206216基金项目:国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目(2006AA10Z115,2007AA10Z130);国家自然科学基金项目(30700504)作者简介:聂丽娜,硕士,研究方向为分子生物学通讯作者:徐兆师,助理研究员,博士,研究方向为分子生物学。
克隆基因的步骤姓名:王静马红梅施翔骞武洋梁丹罗星(指导老师)克隆基因的步骤摘要:基因是遗传物质的最基本单位,也是所有生命活动的基础,不论是揭示某个基因的功能还是要改变某个基因的功能,都必须将所要研究的基因克隆出来。
本文将试验中的体会以及查阅文献后获得的知识做一汇总,简述克隆基因中的步骤以及在操作中应该注意到的一些问题。
关键词:基因克隆;质粒;重组基因克隆可概括为∶分、切、连、转、选。
"分"是指分离制备合格的待操作的DNA,包括作为运载体的DNA和欲克隆的目的DNA;"切"是指用序列特异的限制性内切酶切开载体DNA,或者切出目的基因;"连"是指用DNA连接酶将目的DNA同载体DNA连接起来,形成重组的DNA分子;"转"是指通过特殊的方法将重组的DNA 分子送入宿主细胞中进行复制和扩增;"选"则是从宿主群体中挑选出携带有重组DNA分子的个体。
DNA克隆的第一步是获得包含目的基因在内的一群DNA分子,常用的方法有机械切割和核酸限制性内切酶消化。
如果基因的两端部分序列已知,根据已知序列设计引物,从基因组DNA 或cDNA 中通过PCR技术可以获得目的基因。
该试验为设计引物来获得目的基因。
接下来选择载体,本次试验采用的是质粒载体,利用质粒进行载体构建。
载体构建的原理为:依赖于限制性核酸内切酶,DNA连接酶和其他修饰酶的作用,分别对目的基因和载体DNA进行适当切割和修饰后,将二者连接在一起,再导入宿主细胞,实现目的基因在宿主细胞内的正确表达。
体外重组则可完成上述过程。
体外重组即体外将目的片断和载体分子连接的过程。
大多数核酸限制性内切酶能够切割DNA分子形成有粘性末端,用同一种酶或同尾酶切割适当载体的多克隆位点便可获得相同的粘性末端,粘性末端彼此退火,通过T4 DNA连接酶的作用便可形成重组体,此为粘末端连接。
克隆基因的步骤姓名:王静马红梅施翔骞武洋梁丹罗星(指导老师)克隆基因的步骤摘要:基因是遗传物质的最基本单位,也是所有生命活动的基础,不论是揭示某个基因的功能还是要改变某个基因的功能,都必须将所要研究的基因克隆出来。
本文将试验中的体会以及查阅文献后获得的知识做一汇总,简述克隆基因中的步骤以及在操作中应该注意到的一些问题。
关键词:基因克隆;质粒;重组基因克隆可概括为∶分、切、连、转、选。
"分"是指分离制备合格的待操作的DNA,包括作为运载体的DNA和欲克隆的目的DNA;"切"是指用序列特异的限制性内切酶切开载体DNA,或者切出目的基因;"连"是指用DNA连接酶将目的DNA同载体DNA连接起来,形成重组的DNA分子;"转"是指通过特殊的方法将重组的DNA 分子送入宿主细胞中进行复制和扩增;"选"则是从宿主群体中挑选出携带有重组DNA分子的个体。
DNA克隆的第一步是获得包含目的基因在内的一群DNA分子,常用的方法有机械切割和核酸限制性内切酶消化。
如果基因的两端部分序列已知,根据已知序列设计引物,从基因组DNA 或cDNA 中通过PCR技术可以获得目的基因。
该试验为设计引物来获得目的基因。
接下来选择载体,本次试验采用的是质粒载体,利用质粒进行载体构建。
载体构建的原理为:依赖于限制性核酸内切酶,DNA连接酶和其他修饰酶的作用,分别对目的基因和载体DNA进行适当切割和修饰后,将二者连接在一起,再导入宿主细胞,实现目的基因在宿主细胞内的正确表达。
体外重组则可完成上述过程。
体外重组即体外将目的片断和载体分子连接的过程。
大多数核酸限制性内切酶能够切割DNA分子形成有粘性末端,用同一种酶或同尾酶切割适当载体的多克隆位点便可获得相同的粘性末端,粘性末端彼此退火,通过T4 DNA连接酶的作用便可形成重组体,此为粘末端连接。
植物基因克隆、表达载体构建及遗传转化实验心得
植物基因克隆、表达载体构建及遗传转化实验心得实习生:李宇皓,实习时间为2017年11月27日-12月25日。
这次实习是去农学院,具体是一个专业—园艺科学。
这是我第三次参加此类型的实习了。
前两次都是上课的形式,今天终于亲自动手操作了!还不错吧!这也算是我实践性比较强的一门课了。
实习内容包括有:《植物基因组文库构建》、《植物多样性》、《植物基因组工程与应用》、《植物抗病虫害》。
最后进行分组讨论会,向指导老师汇报成果,感觉很棒啊!从10月30号到12月13号,五天时间里,我们几个同学根据实际情况,做好各项准备,完成了毕业设计的前期任务,并在第六周开始正式着手整个课题的研究工作,可谓万事俱备只欠东风了!
实验目的和要求:1.掌握植物基因组文库构建方法2.掌握外源基因在大肠杆菌中表达的方法3.掌握基因组文库构建与高密度筛选4.熟悉多克隆抗体技术5.理解基因工程原理6.通过外源基因表达产物对花卉新品种的选育作用以及利用反义技术实现基因定位和标记
等相关问题。
实习步骤(含内容):实习一:了解植物基因组文库构建概念及意义;制定实验方案;进行文库构建;并利用文库分析植物进化史。
实习二:分离转录间隔区序列;目的基因与其他基因的分离纯化;目的基因的克隆及转化载体构建;目的基因的 PCR 扩增、测序与分析;目的基因片段的克隆;基因片段的连接;基因文库构建及质量检查。
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2015-2016第二学期生物科学实验(植物基因克隆)实验总结班级:13级生物科学2班学号:1312022005 姓名:邓伟强日期:2016年6月10日一、实验原理及方法:实验原理:基因的克隆就是利用体外重组技术,将特定的基因和其它DNA顺序插入到载体分子中。
基因克隆的主要目标是识别、分离特异基因并获得基因的完整的全序列,确定染色体定位,阐明基因的生化功能,明确其对特定性状的遗传控制关系。
通过几十年的努力由于植物发育,生理生化,分子遗传等学科的迅速发展,使人们掌握了大量有关植物优良性状基因的生物学和遗传学知识,再运用先进的酶学和生物学技术已经克隆出了与植物抗病、抗虫、抗除草剂、抗逆,育性、高蛋白质及与植物发育有关的许多基因。
实验方法及过程:1. CTAB法提取水稻基因组DNA配制CTAB溶液:(2g CTAB ,3.17g Nacl,1mol/L TrisHcl 10ml(PH 8.0),EDTA 4ml,最后定容至100ml.)配制TBE溶液:(24gTrisHcl, 1.488gNa2EDTA.2H2O,11g 硼酸,最后定容至200ml.)2. 配置琼脂糖缓冲液:10×TBE Buffer配制方法:每组需要:称量下列试剂,置于1 L烧杯中Tris:108 gNa2EDTA·2H2O:7.44 g硼酸:55 g向烧杯中加入约800 ml的无菌水,充分搅拌溶解。
加无菌水将溶液定容至1 L后,室温保存。
用时稀释。
3. 开发设计引物LOC_Os02g42310Chromosome 2: 25,442,875-25,450,093OsSCP8 - Putative Serine Carboxypeptidase homologue, expressedOryza sativa JaponicaGCA TA TGTCAACA TCTCA TCTCCGTGTTTCTCTTTAGAAAAAAA TCAGAACGAGAGTAACAAAACACAACTAGAGGACACA TACA TA TGTAGCTGCTCTGAGGCGCCGTCCCAGTCGAAAOryza sativa IndicaGCA TA TGTCAACA TCTCA TCTCCGTGTTTCTCTTTAGAAAAAAA TCAGAACGAGAGTAACAAAACACAACTAGAGGACACA TACA TA TGTAGCTGCTCTGAGGCGCCGTCCCAGTCGAAAOryza sativa JaponicaGCGCCGGAGACGAAGAGTTGGAAAA TTGAAGGGTTGGAAAGTAACTAGCTAGTTTGTTCTCTTTAGGAGAAAGTTTGCACGGTCCAGAGTA TAA TTTGTGGTGCCTCAGTTTTTTGCTA TOryza sativa IndicaGCGCCGGAGACGAAGA-----------------A TTGAAGGGTTGGAAAGTAACTAGCTAGTTTGTTCTCTTTAGGAGAAAGTTTGCACGGTCCAGAGTA TAA TTTGTGGTGCCTCAGTTTTTTGCTA TOLIGO start len tm gc%any3'seqLEFT PRIMER 9 22 59.60 45.45 4.00 0.00 AACATCTCATCTCCGTGTTTC RIGHT PRIMER 168 20 59.77 50.00 5.00 3.00 ACTCTGGACCGTGCAAACTTLength:201 japonica, 193 Indica4. PCR反应体系10×扩增缓冲液:每管:2 ul 共需:24uldNTP混合物:每管:0.8 ul 共需:9.6ul模板DNA :每管3 ul,共需36ulTaq DNA聚合酶:每管0.3 ul,共需3.6ul引物1、2 :每管:2 ul(前引物1ul、后引物1ul)共需24ul。
克隆实验的原理克隆实验的原理是通过复制一个生物个体的遗传物质(DNA),从而产生与原个体基因相同或相似的新个体。
克隆实验的核心技术是体细胞核转移(somatic cell nuclear transfer,SCNT)。
该技术的步骤如下:1. 选择受体细胞:从一种动物的体细胞中(如皮肤、肝细胞等)选择一个成熟的、非性细胞,称为受体细胞。
2. 提取卵细胞:从一个相关的动物个体中提取一个卵细胞,通常是通过手术从卵巢中取出的。
3. 使卵细胞进入非生殖状态:通过将卵细胞暴露于特殊培养液中,可以使其进入非生殖状态,即脱离了自身生殖系统的调控。
4. 移除卵细胞的DNA:通过显微操作将卵细胞的核移除,以便为后续的体细胞核转移做准备。
5. 提取供体细胞的DNA:从供体个体的体细胞中提取DNA,通常是通过细胞培养和细胞裂解等技术实现。
6. 将供体细胞核注入受体卵细胞:将供体细胞中的DNA注入到已去除核的受体卵细胞内。
这通常是通过显微注射技术实现的。
7. 电激和培养:将已经注射了供体细胞核的受体卵细胞进行电激,促使细胞融合并开始发育。
然后将电激后的受体卵细胞培养于适宜的培养基中,形成早期胚胎。
8. 移植早期胚胎:将培养出的早期胚胎移植到一个合适的母体动物的子宫内,令其发育。
通过上述步骤,就可以获得一个遗传与供体细胞基本相同的克隆个体。
克隆实验的原理是基于细胞的多潜能性。
在发育的早期阶段,细胞还具有分化为各种不同类型细胞的能力,即多潜能性。
通过去除受体卵细胞的核而注入供体细胞的核,可以使受体卵细胞恢复到多潜能状态,并且根据供体细胞的遗传信息指导发育过程,最终形成与供体基因相同或相似的克隆个体。
值得注意的是,克隆实验并不是一项完美的技术,有许多技术挑战和伦理道德问题需要解决。
在实际操作中,往往需要很多尝试才能成功,成功率相对较低。
而且,克隆个体通常会出现一定程度的克隆异常,其健康状况可能不如自然繁殖的个体。
此外,克隆个体的出现也引发了许多伦理和道德问题,如人类克隆是否应该被允许等等。
一、实验目的1. 理解植物基因工程的基本原理和方法。
2. 掌握植物基因转化技术的操作步骤。
3. 学习检测转化植物中目标基因的表达。
4. 分析实验结果,加深对植物基因工程应用的理解。
二、实验原理植物基因工程是指利用分子生物学和遗传学的方法,将外源基因导入植物细胞中,使其在植物体内表达,以达到改良植物性状或生产特定产品的目的。
主要步骤包括:目的基因的克隆、表达载体的构建、基因转化、转化植株的筛选与鉴定等。
三、实验材料与试剂1. 实验材料:拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子、农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)感受态细胞、DNA分子量标准、质粒等。
2. 试剂:限制性内切酶、DNA连接酶、T4 DNA连接酶、DNA标记酶、琼脂糖凝胶电泳试剂、植物组织培养试剂、抗生素等。
四、实验方法1. 目的基因的克隆:通过PCR技术扩增目的基因,然后用限制性内切酶进行酶切,与载体连接,构建表达载体。
2. 表达载体的构建:将目的基因克隆到植物表达载体上,构建基因转化载体。
3. 基因转化:将感受态农杆菌与表达载体混合,通过电击法使农杆菌转化,将目的基因导入拟南芥细胞。
4. 转化植株的筛选与鉴定:将转化后的拟南芥种子接种在含有抗生素的选择培养基上,筛选转化植株。
通过PCR、Western blot等方法检测转化植株中目的基因的表达。
五、实验步骤1. 目的基因的克隆:1. 设计引物,通过PCR技术扩增目的基因。
2. 将扩增的目的基因进行酶切,与载体连接,构建表达载体。
3. 通过PCR和琼脂糖凝胶电泳检测目的基因是否成功克隆。
2. 表达载体的构建:1. 设计引物,通过PCR技术扩增载体上的启动子、终止子等元件。
2. 将目的基因和载体元件连接,构建基因转化载体。
3. 通过PCR和琼脂糖凝胶电泳检测表达载体是否成功构建。
3. 基因转化:1. 将感受态农杆菌与表达载体混合,进行电击法转化。
2. 将转化后的农杆菌接种到拟南芥种子中,进行基因转化。
植物基因克隆实验规则一、植物基因克隆实验课的目标根据基因克隆实验操作的整体性和连贯性特点, 将该实验设计为综合性实验课程,实验内容设计上完全抛弃了原来分散的、孤立的单纯学习某一实验技术的缺陷, 将单个实验综合为系统的、连贯的系列型大实验,注重科研成果在教学中的应用,我们从以往的科研项目中选取了部分研究内容用于学生的综合性实验教学,这是基于教学实验与实际科学研究实验之间的新的实验教学模式。
整套实验围绕洋甘菊倍半萜生物合成途径中关键酶基因HMGR的克隆这一研究课题进行操作, 设计的实验内容具有极强的连续性和综合性,让学生在独立实践操作中学习基因克隆的基本研究方法和体会科学研究的严密逻辑和培养科研理念。
我们将实验内容设置为8个部分, 实验内容前后衔接紧密, 环环相扣, 不可分割, 前一个实验的结果是下一个实验的材料。
该课程使学生获得了整个类似科研实践过程的训练和体验, 学习了从事科研工作的基本功, 对完成自己的毕业论文及将来从事生命科学研究奠定了科研基础。
二、实验的进行程序和要求1、预习学生在课前应认真预习实验指导以及教材有关章节,必须对该次实验的目的要求、实验内容、基本原理和操作方法有一定的了解。
2、讲解教师对该实验内容的安排及注意事项进行讲解,让学生有充分的时间按实验指导的要求进行独立操作与观察。
3、独立操作与观察除个别实验分组进行外,一般由学生个人独立进行操作和观察。
在实验中要按实验指导认真操作,仔细观察,作好记录。
有关基本技能的训练,要按操作程序反复练习,以达到一定的熟练程度。
4、演示每次的实验都备有演示内容,其目的是帮助学生了解某些实验中的难点,扩大在实验课有限时间内获得更多感性知识的机会。
5、作业实验报告参照硕士毕业论文的格式写,必须强调科学性,实事求是地记录、分析、综合。
在实验结束时呈交。
6、小结每次实验结束后,由师生共同小结本次实验的主要收获及今后应注意的问题。
三、实验规则和注意事项1、每次上课前,必须认真阅读实验指导,明确本次实验的目的要求、实验原理和注意事项,熟悉实验内容、方法和步骤。
2、上实验课时必须携带实验指导、记录本及文具等。
进入实验室要按规定座位入座。
3、实验时要遵守纪律,听从教师指导,保持肃静。
有问题时举手提问,严禁彼此谈笑喧或随意走动,也不得私自进行其他活动。
4、实验时要遵守实验操作规程,严格按照教师的安排和实验指导的要求进行。
操作观察要认真仔细,边做、边看、边想,认真做好实验记录。
5、要爱护仪器和器材设备,注意节约实验材料、药品和水电。
如有损坏器材应立即报告并主动登记、说明情况。
6、实验结束后,应清理实验台面,认真清理好仪器、药品及其他用品,放回原处,放好凳子,方可离开实验室。
值日生要负责清扫地面,收拾实验用品,处理垃圾,关好水、电、门窗后再离开。
实验一试剂的配制一【实验目的】掌握CTAB提取液、TAE电泳缓冲液和LB液体培养基等试剂的配制方法。
二【试剂】Tris(三羟甲基氨基甲烷)、浓HCl、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、NaOH、NaCl、冰醋酸、荧光染色剂溴化乙啶(EB)、琼脂糖、蛋白胨、酵母提取物、琼脂粉、氨苄青霉素、氯仿/异戊醇(24:1)、三水乙酸钠三【仪器设备】天平、PH计、量筒、量杯、三角瓶、移液管、蓝盖瓶、玻璃棒、药勺、称量纸四【试剂配方】1M Tris-HCl (pH8.0):配制量1L配置方法1. 称量121.1gTris置于1L烧杯中。
2. 加入约800mL的去离子水,充分搅拌溶解。
3. 加入约42mL浓盐酸调节所需要的pH值。
(浓盐酸用移液管量取)4. 将溶解定容至1L。
5. 高温高压灭菌后,室温保存。
注意:应使溶液冷却至室温后再调定pH值,因为Tris溶液的pH值随温度的变化差很大,温度每升高1℃,溶液的pH值大约降低0.03个单位。
0.5M EDTA (pH8.0) :配制量1L配置方法 1. 称取186.1g二水乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na·2H2O),置于1L烧杯中。
2. 加入约800mL的去离子水,充分搅拌。
3. 用NaOH调节pH值值8.0(约20g NaOH固体颗粒)。
注意:pH值至8.0时,EDTA才能完全溶解。
4. 加去离子水将溶液定容至1L。
5. 高温高压灭菌后,室温保存。
CTAB提取液:配制量100mL配置方法 1. 量取10mL 1M Tris-HCl (pH8.0),置于200mL烧杯中。
2. 加入4mL的0.5M EDTA(pH8.0),充分搅拌。
3. 加入8.182g的NaCl,充分搅拌。
4.加入2g的CTAB,充分搅拌。
5. 用NaOH调节pH值值8.0(NaOH固体颗粒)。
注意:pH值至8.0时,EDTA才能完全溶解。
6. 加去离子水将溶液定容至100mL。
7. 高温高压灭菌,冷却后加入0.2~1%的β-巯基乙醇,室温保存。
50×TAE电泳缓冲液1L(母液):242 g Tris ,57.1 mL 冰醋酸,100 mL 0.5M EDTA(pH8.0)荧光染色剂溴化乙啶(Ethidium bromide,EB):1gEB,100mLH2O,常温避光保存(终浓度10mg/mL,琼脂糖凝胶电泳配胶时加1滴即可)琼脂糖凝胶配置(1%):0.2g琼脂糖,20mL TAE电泳缓冲液,加热溶解后待混合液温度降至手温时加一滴EB;LB液(固)体培养基(1L):10g蛋白胨,5g酵母提取物,10gNaCl,固体培养基中加入15g琼脂粉,NaOH调PH=7.0,高温高压灭菌30分钟后,固体培养基中的抗生素于温度降至手温时加入,4 oC保存;氨苄青霉素(Amp):将0.5g Amp,10mLddH2O,溶解后0.22 um滤膜过滤灭菌;氯仿/异戊醇(24:1):96mL氯仿,4mL异戊醇(4oC条件下保存);3M乙酸纳(NaAc):40.8g三水乙酸钠NaAc.3H2O,加水定容至100mL(冰乙酸调PH至5.2);五【实验方法】1. 固体试剂的取用规则1)要用干净的药勺取用。
用过的药勺必须洗净和擦干后才能再使用,以免沾污试剂。
(2)取用试剂后立即盖紧瓶盖。
(3)称量固体试剂时,必须注意不要取多,取多的药品,不能倒回原瓶。
(4)一般的固体试剂可以放在干净的纸或表面皿上称量。
具有腐蚀性、强氧化性或易潮解的固体试剂不能在纸上称量,应放在玻璃容器内称量。
2. 液体试剂的取用规则(1)从滴瓶中取液体试剂时,要用滴瓶中的滴管,滴管绝不能伸入所用的容器中,以免接触器壁而沾污药品。
从试剂瓶中取少量液体试剂时,则需要专用滴管。
装有药品的滴管不得横置或滴管口向上斜放,以免液体滴入滴管的胶皮帽中。
(2)从细口瓶中取出液体试剂时,用倾注法。
先将瓶塞取下,反放在桌面上,手握住试剂瓶上贴标签的一面,逐渐倾斜瓶子,让试剂沿着洁净的试管壁流入试管或沿着洁净的玻璃棒注入烧杯中。
取出所需量后,将试剂瓶扣在容器上靠一下,再逐渐竖起瓶子,以免遗留在瓶口的液体滴流到瓶的外壁。
(3)在试管里进行某些不需要准确体积的实验时,可以估计取出液体的量。
例如用滴管取用液体时,1cm相当于多少滴,5cm液体占一个试管容器的几分之几等。
倒入试管里的溶液的量,一般不超过其容积的1/3。
(4)定量取用液体时,用量筒或移液管取。
量筒用于量度一定体积的液体,可根据需要选用不同量度的量筒。
六【注意事项】配制的Tris-Hcl(pH8.0)溶液如果呈现黄色,应予丢弃并置备质量更好的Tris。
配制EDTA二钠盐需加入NaOH将溶液的pH值调至接近8.0,才能完全溶解。
实验二:植物总DNA的快速少量抽提和浓度测定一【实验目的】1、学习和掌握从新鲜的叶片中提取植物总DNA的操作方法2、了解分光光度计检测DNA浓度的方法二【实验原理】CTAB法简易提取DNA方法简便、快速,DNA产量高(纯度稍次,适用于一般分子生物学操作) 。
先用机械方法磨碎植物组织,使组织细胞破碎,然后加CTAB抽提液水浴提取DNA,最后用冰乙醇沉淀DNA即可。
DNA链上碱基的苯环结构在紫光区具有较强吸收,其吸收峰在260nm处。
波长为260nm 时,DNA或RNA的光密度OD260不仅与总含量有关,也随构型而有差异。
DNA的纯度可以通过测定260nm,230nm和280nm的紫外吸收值来测定,纯的DNA OD260/280在1.8-1.9,OD260/230应大于2.0,三【试剂】CTAB抽提液、氯仿-异戊醇(24:1)、无水乙醇、70%的乙醇、ddH2O四【仪器设备及材料】仪器设备:剪刀、金属浴、离心机、1.5ml离心管、移液枪、分光光度计材料:新鲜的洋甘菊叶片五【实验步骤】1.65o C水浴预热提取液,研钵在使用前-80o C冷冻一段时间;2.取2-3g植物叶片于研钵中,加入液氮后充分研磨至粉末状后快速转入10mL离心管中,加入4mL预热提取液后上下颠倒震荡混匀,65o C水浴锅中温浴30分钟;3.加入相同体积的氯仿/异戊醇4mL,充分混匀后常温静置5分钟,4o C,12000rpm离心15分钟;4.去上清至新管,重复步骤3或可省;5.加两倍体积预冷的异丙醇或无水乙醇,缓慢充分混匀,静置3-5分钟,挑出白色絮状DNA,并用预冷70%酒精洗涤两次;6.去掉所有液体,待DNA干燥后,加入1mL灭菌过的ddH2O溶解DNA;7.加10uL10mg/mLRNase母液,37 o C温浴约30分钟,再向其中加入TE使终体积为4mL,再向其中加入4mL氯仿/异戊醇,混匀后,12000rpm离心15分钟;8.去上清至新管,依次加入1/10体积3MNaAc与两倍体积的无水乙醇,混匀后放入-20o C中静置2小时以上,挑出DNA,75%乙醇清洗2次,将DNA晾干后加500uL无菌ddH2O 溶解。
9.用分光光度计测浓度。
PCR反应时取1μL即可。
六【注意事项】尽量取材幼嫩叶片。
实验三PCR扩增技术一【实验目的】1、了解PCR技术原理,掌握最基础的PCR实验步骤。
二【实验原理】PCR的原理是在模板DNA、引物和4种脱氧核糖核苷酸(dNTP)存在的条件下,依赖于DNA聚合酶的体外酶促合成反应。
两个引物分别位于靶序列的两端,同两条模板的3'端互补,由此限定扩增片段。
PCR反应由一系列的变性—退火—延伸反复循环构成,即在高温下模板双链DNA变性解链,然后在较低的温度下同过量的引物退火,再在适中的温度下由DNA 聚合酶催化进行延伸。
由于每一循环的产物都可作为下一循环反应的模板,因此扩增产物的量以指数级方式增加。
理论上,经过n次循环可使特定片段扩增到2n-1,考虑到扩增效率不可能达到100%,实际上要少些,通常经25~30次循环可扩增106倍,这个量足够分子生物学研究的一般要求。