专题：常用分子生物学实验方法

*章 基因克隆 
1. 操作流程 
收集基因信息——>设计引物——>PCR ——>回收目的片段——>与载体 
连接，取得连接产物 ——> 用感受态细胞做转化 ——>接菌——>阳性克隆鉴 
定（酶切法或PCR）——>质粒抽提——>质粒测序——>测序结果分析——>克隆 
信息输入数据库——>质粒实物保存 
*章 基因克隆

2. 方法

2.1 设计引物 
引物设计要求：引物长度为25bp-35bp.forward primer 和reverse primer 的Tm 
为70℃（±4℃），且两条引物的Tm 相差不超过4℃。引物之间及引物本身避免形 
成稳定的二聚体或发夹结构，引物与模板不能有任何错配。 
forward primer 5’加:GGCCAATCCGGCC 
reverse primer 5’加:GGCCTCTAAGGCC 
2.2 PCR 
2.2.1 PCR 反应体系 
模扳（100ng/ul 质粒） 2.00μl 
4dNTP（10mM） 1.00μl 
10×PCR Buffer 5.00μl 
MgCl2（25mM） 5.00μl 
5’Primer （10-12uM） 4.00μl 
3’Primer （10-12uM） 4.00μl 
5M 甜菜碱 10.00μl 
Pfu （5U/ul） 0.50μl 
ddH20 18.50μl 
*章 基因克隆 
总计 50.00μl 
2.2.2 PCR 反应程序 
1）从cDNA 文库克隆基因 
Stage1 Stage2 Stage3 
1 Cycle 30Cycle 1 Cycle 
95℃ 94℃ 60℃ 68℃ 68℃ 4℃ 
2min 30sec 30 sec 
Xmin（2 
min/Kb） 
10min 1min 
注：Pfu 酶zui适延伸温度为68℃。 
2）从含目的基因质粒中克隆 
Stage1 Stage2 Stage3 
1 Cycle 22Cycle 1 Cycle 
95℃ 94℃ 60℃ 68℃ 68℃ 4℃ 
2min 30sec 30 sec 
Xmin（2 
min/Kb） 
10min 1min 
2.3 割胶回收目的片段 
（QIAGEN QIAquickGel Extraction Kit） 
1） 1%Agarose 胶电泳将目的DNA 片段用干净的手术刀割下，放入1.5ml 离心管 
2） 称重后，在1.5ml 离心管中加入3 倍胶体积的buffer QG（100mg 加300ul） 
3） 50℃水浴中放置10min（至胶完全溶解），每2-3 分钟混匀一次（溶胶液应于 
buffer QG 颜色相同） 
4） 加入1 倍胶体积的异丙醇然后充分混匀，静置片刻。 
5） 将样品转移入柱子中（柱子的zui大容量为800uL），然后13000rpm*1min 离心 
6） 取下柱子，弃流出液，将柱子放回到刚才那个收集管中 
*章 基因克隆 
7） 加入0.75mL buffer PE 至柱子，室温放置2-5min，然后13000rpm*1min 离心 
8） 取下柱子，弃流出液，再次13000rpm*1min 离心 
9） 将柱子放置在一支新的1.5mL 离心管中，加入50uL EB buffer （或无菌H2O） 
至膜中央，静置片刻，然后13000rpm*1min 离心，然后测定浓度 
2.4 连 接 
在连接反应中通常要求： （目的基因分子数：载体分子数=3：1） 
连接反应体系 
sample + - 
10*T4 buffer 1.00μl 1.00μl 1.00μl 
PGEM-T （50ng/ul） 1.00μl 1.00μl 1.00μl 
目的基因（150ng/ul） 1.00μl 1.00μl / 
T4 连接酶 0.50μl 0.50μl 0.50μl 
补水 6.50μl 6.50μl 7.50μl 
于16℃连接过夜。或室温（25℃）1 小时以上。 
2.5 感受态细胞制备及转化 
2.5.1 CaCl2 制备感受态细胞（DH5α 、DH10B、*0 ） 
1） 接过夜菌 在15ml 试管中加入3ml LB 培养基，从平板上挑取一单克隆接 
种，37℃，260rpm，培养过夜，约16 小时。 
2） 接菌 取2ml 过夜菌接入200ml 新鲜的LB 培养基， 37℃，260rpm，培 
养，直至OD600=0.4-0.5（一般约2 小时）,然后将菌液冰浴30-60 分钟。 
3） 收菌 4℃，5000rpm×5min，弃上清。 
4） CaCl2 悬浮 若50ml 菌液收菌，用10ml 0.1M 的CaCl2 轻轻吹打，充分悬 
浮，冰浴10min。 
5）离心 4℃，5000rpm×5min，弃上清。 
*章 基因克隆 
6）CaCl2 悬浮 以2ml 0.1M 的CaCl2 轻轻吹打，充分悬浮，冰浴30min 即感 
受态制备完成。 
此时感受态可直接使用或冰浴过夜第二天使用或加入10%的灭菌甘油，混匀后 
-80℃冻存，以后使用（一般可存1 个月）。 
注： 制备感受态细胞要求严格控制温度，制备过程在冰上操作。 
2.5.2 转化（PGEM-T vector） 
1） 准备1.5ml 的离心管，冰浴预冷。 
2） 取100ul 感受态细胞，加入5ul 连接液，冰浴45-60min。 
3） 42℃热刺激90sec。（此关键步骤，一定注意温度及时间） 
4） 冰浴2min。 
5） 加LB 培养基900ul，37℃，150rpm 培养45-60min。 
6） 4000rpm×3min 离心。 
7） 留100ul 上清，弃多余部分，混匀，涂布到含氨苄青霉素的LB 板（预先涂 
布X-gal 和IPTG）。 
8） 37℃ 培养箱倒置培养过夜，约16 小时。 
2.6 接菌 
1） 转化得到蓝白菌落筛选板 （因为我们一般用的是PGEM-T 做连接，经X-gal 
处理后，有插入片段的显白色；载体自连的显蓝色，因此得到筛选。） 
2） 挑取白色的菌落接到含氨苄青霉素的LB 培养基。 
3） 37℃，260rpm 培养。 
4） 培养5-6 小时后挑取2ul 菌液为模板做PCR 鉴定。 
5） 以PCR 结果，将有目的片段插入的样品以5ml LB 培养基再次接菌，37℃， 
260rpm 培养过夜，约16 小时。 
2.7 阳性克隆鉴定 （PCR 鉴定） 
2.7.1PCR 鉴定体系 
*章 基因克隆 
10X Taq buffer 3 ul 
4X dNTP （10mM） 0.5 ul 
Taq DNA polymerase（5U/ul） 0.2ul（1U） 
10uM引物 （双向） 各1ul 
50%DMSO（which is optional） 1ul 
模板：过夜菌液 / 挑单克隆 2ul 
加灭菌水至 30ul 
2.7.2 PCR 鉴定程序： 
94℃ 5min 
94℃ 30s 
30cycle 55℃ 30s 
72℃ 3min 
72℃ 10min 
4℃ +∞ 
30ul 上样，走电泳（以100bp plus marker 为对照）→核对片断大小 
2.8 质粒抽提 （质粒小量抽提试剂盒） 
1） 收菌 以10000 rpm ×1 min 离心收菌。（一般抽提一份用3-4ml 菌液） 
2） 弃上清。 
3） 加100ul 冰浴Solution I（含Rnase A），涡旋振荡，使菌体充分悬浮。 
4） 加200ul Solution II，温和混匀6 次。（此过程不超过5min） 
5） 加280ul Solution III，温和混匀6 次。 
6） 以14000 rpm×10 min 离心。 
7） 取上清，过吸附柱，以10000 rpm×1 min，弃滤液。 
8） 吸附柱内加450ul Buffer2，10000 rpm×1 min，弃滤液。 
9） 反复步骤8）一次。 
*章 基因克隆 
10） 14000 rpm×1 min 离心。 
11） 将吸附柱旋转180 度后再14000 rpm×1 min 离心。 
12） 加40ul 50℃预热的ddH2O（或EB buffer）于吸附柱的膜中央，室温静置 
2min。 
13） 14000 rpm×1 min 离心并收集洗脱液，即质粒DNA。 
2.9 测 序 
1） ABI377 测序仪测序。 
2） 测序结果分析：用软件Vector NTI Suite 6 分析测序结果。每个克隆相应的测 
序结果，分析结果，存储信息分类输入数据库http://192.168.0.2/index.htm。 
克隆信息管理系统。将测序完成的克隆编号入库。 
3. 基因克隆的编码 
根据实验基因引物的号码相对应编制。 
如：基因引物编号： 1000_f 1000_r 
克隆编号： 1000A1 or 100092 
（注：号码倒数第二位为日期编号： 1—9 为阿拉伯数字 10=A,11=B,12=C… 
zui后一位为克隆数编号，一般为1—3）