分子克隆实验标准步骤
一、
常规分子克隆实验流程:
?确定目的片段的基因序列以及需要插入的载体?引物设计软件或网站设计引物?PCR扩增目的基因片段?PCR产物的回收?载体的酶切?插入片段的酶切(重组不需要酶切)引物设计PCR扩增酶切连接或重组?载体与目的片段的连接或重组?连接或重组产物转化大肠杆菌感受态?涂布平板?平板菌落的鉴定?阳性克隆送测序?测序结果的分析
转化鉴定序列比对
二、 分子克隆实验标准步骤(含实验编号):
1. PCR扩增目的基因(编号Clone SOP-1)
以本实验室常用酶KOD-Plus-Neo(TOYOBO)为例 体系(50ul):
10×KOD buf 5ul dNTP(2mM) 5ul
Mg2+ 3ul Primer1 1ul Primer2 1ul Template50-200ng KOD0.5ul
ddH2O up to 50ul
程序: 95℃2min 98℃10s
58℃30s 35cycle 68℃2kb/min 68℃7min 12℃∞
2. PCR产物的琼脂糖凝胶电泳琼脂糖凝胶的制备(编号Clone SOP-2)
琼脂糖溶液的制备:称取琼脂糖,置于三角瓶中,按1%-1.5%的浓度加入相应体积的TBE或TAE缓液,将该三角瓶置于微波炉加热至琼脂糖溶解。
胶板的制备:①取有机玻璃内槽,洗净、晾干;②将有机玻璃内槽置于一水平位置模具上,安好挡板,放好梳子。在距离底板上放置梳子,以便加入琼脂糖后可以形成完好的加样孔。③将温热琼脂糖溶液倒入胶膜中,使胶液缓慢地展开,直到在整个有机玻璃板表面形成均匀的胶层。④室温下静置30min左右,待凝固完全后,轻轻拔出梳子,在胶板上即形成相互隔开的上样孔。制好胶后将铺胶的有机玻璃内槽放在含有0.5~1×TAE(Tris-乙酸)或TBE(Tris-硼酸)工作液的电泳槽中使用,没过胶面1mm以上。
3. 试剂盒回收DNA片段(编号Clone SOP-3)
以本实验室常用DNA凝胶回收试剂盒(天根)为例
使用前请先在漂洗液PW中加入无水乙醇,加入体积请参照瓶上的标签。
①柱平衡步骤:向吸附柱CA2中(吸附柱放入收集管中)加入500μl平衡液BL,12,000rpm(~13,400×g)离心1min,倒掉收集管中的废液,将吸附柱重新放回收集管中。(请使用当天处理过的柱子)
②将单一的目的DNA条带从琼脂糖凝胶中切下(尽量切除多余部分)放入干净的离心管中,称取重量。
③向胶块中加入等倍体积溶液PN(如果凝胶重为0.1g,其体积可视为100μl,则加入100μlPN溶液),60℃水浴放置,其间不断温和地上下翻转离心管,以确保胶块充分溶解。如果还有未溶的胶块,可继续放置几分钟或再补加一些溶胶液,直至胶块完全溶解(若胶块的体积过大,可事先将胶块切成碎块)。
注意:对于回收<300bp的小片段可在加入PN完全溶胶后再加入1/2胶块体积的异丙醇以提高回收率;胶块完全溶解后最好将溶液温度降至室温再上柱,因为吸附柱在室温时结合DNA的能力较强。
④将上一步所得溶液加入一个吸附柱CA2中(吸附柱放入收集管中),室温放置2min,12,000rpm(~13,400×g)离心30-60sec,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CA2放入收集管中。 ⑤向吸附柱CA2中加入600μl漂洗液PW(使用前请先检查是否已加入无水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)离心30-60sec,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CA2放入收集管中。 ⑥重复操作步骤⑤。
⑦将吸附柱CA2放回收集管中,12,000rpm(~13,400×g)离心2min,尽量除尽漂洗液。将吸附柱CA2置于室温放置数分钟,彻底地晾干,以防止残留的漂洗液影响下一步的实验。
⑧将吸附柱CA2放到一个干净离心管中,向吸附膜中间位置悬空滴加适量洗脱缓冲液EB或ddH2O,室温放置2min。12,000rpm(~13,400×g)离心2min收集DNA溶液。
4. 酶切反应(编号Clone SOP-4)
以本实验室常用酶FastDigest restriction enzymes(Thermo)为例 双酶切体系(若是单酶切则只用加一种酶):
10×FastDigest? buffer or 10×FastDigest? Green buffer 5ul FastDigest restriction enzyme 1 0.5-1ul FastDigest restriction enzyme 2 0.5-1ul DNAN
ddH2Oupto50ul
酶切体系混合均匀后置于37℃条件下反应,反应时间应大于30min,若是载体(2-3ug)至少酶切2小时。
5. 酶切产物的回收(编号Clone SOP-5)
以本实验室常用Axygen?AxyPrep?PCRClean-UpKit(Axygen)为例
①在PCR、酶切、酶标、或测序反应液中,加入3个体积的BufferPCR-A(若BufferPCR-A
不足100ul,加至100ul),混匀后,转移到制备管中,将制备管置于2ml离心管中,12000g离心1min,弃滤液。
②将制备管置回2ml离心管,加700ulBufferW2,12000g离心1min,弃滤液。 ③将制备管置回2ml离心管,加400ulBufferW2,12000g离心1min,弃滤液。
④将制备管置回2ml离心管,12000g离心1min,将制备管置于洁净的1.5ml离心管中,静置2min。
⑤在制备管中央加25-30ulEluent或ddH2O,室温静置1min,12000g离心1min洗脱DNA。
6. 重组反应(编号Clone SOP-6)
以本实验室常用NovoRec? PCR一步定向克隆试剂盒(Novoprotein)为例 体系:
10×重组缓冲液1ul NovoRec?重组酶0.5ul 线性化载体N 插入片段N ddH2Oupto10ul
注:载体与目的片段的摩尔比在1:3-1:10之间
进行重组反应混匀后在37℃水浴锅中放置20至30分钟后取出置于冰上 立即进行转化
7. 转化(编号Clone SOP-7)
①从-80℃冰箱中取出大肠杆菌感受态细胞,迅速置于冰上缓慢解冻并分装。 ②取出连接产物,加入到分装的感受态中,置于冰上孵育25min
③42℃热激90sec,置于冰上孵育2min,加入700ul,不含抗生素的LB培养基,180rpm37℃培养45min。
④3000rpm离心1min,弃去大部分上清液体,留下约50-100ul,重悬沉淀,滴在已经加入玻璃珠的LB平板(带有相应抗性)上,用玻璃珠涂抹均匀。 ⑤倒出玻璃珠,LB平板置于37℃培养箱,过夜培养。
8. 挑克隆摇菌与菌落PCR检测阳性克隆(编号Clone SOP-8)
①从37℃培养箱中取出过夜培养的平板,用镊子小心镊取高压灭菌后的枪头,以枪头的尖头轻触单个克隆,然后将枪头尖分别在装有有150ulLB液体(带有相应抗性)的1.5mlEP管和菌落PCR反应体系中搅动几下。将装有培养基的EP管37℃220rpm培养3小时。 ②菌落PCR:
20ul菌落PCR体系,以本实验室常用2×TSINGKE Master Mix为例:
2×MIX10ul Primer 10.5ul Primer 20.5ul 菌
ddH2O9ul
菌落PCR程序:
95℃3min 95℃30s
58℃30s30cycle 72℃1-2kb/min 72℃5min 12℃∞
③琼脂糖电泳检测PCR产物以判定阳性克隆
9. 菌液的扩大培养(编号Clone SOP-9)
将PCR鉴定为阳性的菌液吸取5-10ul接种至5mlLB(含抗性)培养基中,在220rpm,37℃摇床中过夜培养。
10. 小提质粒(编号Clone SOP-10)
取出过夜培养的菌液,对已经混浊的菌液进行质粒提取(天根质粒DNA小提试剂盒)。 ①柱平衡步骤:向吸附柱CP3中(吸附柱放入收集管中)加入500μl的平衡液BL,12,000rpm(~13,400×g)离心1分钟,倒掉收集管中的废液,将吸附柱重新放回收集管中。 ②取5ml过夜培养的菌液,加入离心管中,使用常规台式离心机,4500rpm离心5分钟,尽量吸除上清,将菌体沉淀收集到一个离心管中。
③向留有菌体沉淀的离心管中加入200μl溶液P1(事先已加入RnaseA),使用移液器或涡旋振荡器彻底悬浮细菌沉淀。
④向离心管中加入200μl溶液P2,温和地上下翻转6-8次使菌体充分裂解。
⑤向离心管中加入300μl溶液P3,立即温和地上下翻转6–8次,充分混匀,此时将出现白色絮状沉淀。12,000rpm(~13,400×g)离心10分钟,此时在离心管底部形成沉淀。
注意:P3加入后应立即混合,避免产生局部沉淀。如果上清中还有微小白色可再次离心后取上清。
⑥将上一步收集的上清液用移液器转移到吸附柱CP3中(吸附柱放入收集管中),注意尽量不要吸出沉淀。12,000rpm(~13,400×g)离心30-60秒,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CP3放入收集管中。
⑦向吸附柱CP3中加入600μl漂洗液PW(事先已加入无水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)离心30-60秒,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CP3放入收集管中。 ⑧向吸附柱CP3中加入600μl漂洗液PW,12,000rpm(~13,400×g)离心30-60秒,倒掉收集管中的废液。
⑨将吸附柱CP3放入收集管中,12,000rpm(~13,400×g)离心2分钟,将吸附柱中残余的漂洗液去除。
⑩将吸附柱CP3置于一个干净的离心管中,向吸附膜的中间部位滴加80μl洗脱缓冲液EB,室温放置2分钟,12,000rpm(~13,400×g)离心1分钟将质粒溶液收集到离心管中。置于4℃备用。
三、 实验过程注意事项
1. PCR实验请注意酶的扩增效率,有的酶是1kb/min,有的是2kb/min,具体请查看相应酶的说
明书。
2. 琼脂糖凝胶制备过程中请注意污染区与非污染区,在电泳点样前请确保样品和DNA Marker
已加入核酸染料。
3. 试剂盒使用之前检查漂洗液是否已加入无水乙醇。
四、 常用培养基与缓冲液的配制:
1. LB液体培养基(1L)配方:
10g 胰化蛋白胨(Tryptone) 5g 酵母提取物(Yeast extract) 5g NaCl
用去离子水定容至1L,高压蒸汽灭菌20分钟。 2. LB液体培养基(1L)配方:
10g 胰化蛋白胨(Tryptone) 5g 酵母提取物(Yeast extract) 5g NaCl
15g琼脂粉
用去离子水定容至1L,高压蒸汽灭菌20分钟。 3. TB液体培养基(1L)配方:
将下列组分溶解在0.9L水中:蛋白胨 12g,酵母提取物24g,甘油4ml。各组分溶解后高压灭菌。冷却到60℃,再加100ml灭菌的170mmol/L KH2PO4/0.72 mol/L K2HPO4的溶液(2.31g的KH2PO4和12.54gK2HPO4溶在足量的水中,使终体积为100ml,高压灭菌)。 4. 50×TAE电泳缓冲液配方:(工作液为1×)
称取242g Tris溶于800ml双蒸水中,加57.1ml冰乙酸和100ml 0.5mol/L EDTA(pH 8.0),再加水定容至1L,室温保存备用。 5. 5×TBE电泳缓冲液配方:(工作液为0.5×)
称取54g Tris,27.5g硼酸溶于800ml双蒸水中,加入20ml 0.5mol/L EDTA(pH 8.0),再加水定容至1L,室温保存备用。