現已發現,一些真核生物的基因也能夠在大腸杆菌中表達,並且還能夠與宿主菌株中出現的缺陷型突變發生互補作用。利用外源基因對宿主細胞的這種互補作用的篩選方法,已成功地分離到了小鼠的二氫葉酸還原酶(di hydro folate reductase,DHFR)基因。具體的實驗步驟是,先將含有DHFR mRNA的小鼠總mRNA反轉錄為cDNA,構建cDNA文庫。根據小鼠DHFR 對於藥物三甲氧苄二胺嘧啶(trimethoprim)呈現抗性這種性狀特征,將轉化的細菌生長在含有三甲氧苄二胺嘧啶的培養基中(其含量水平為可以抑製大腸杆菌的DHFR的活性),選擇轉化子。這樣分離出來的抗性克隆,顯然都是由於具有小鼠dhf r基因的克隆片段,賦予宿主細胞新的抗性表型所致。這是關於哺乳動物結構基因在大腸杆菌中實現表達的一個早期例子。當然,影響異源基因表達的因素是多方麵的,複雜的。因此,為了從那些含有不表達的DHFR cDNA的克隆中鑒定出合成小鼠DHFR酶的克隆,需要一種有效的選擇程序。
根據克隆片段為宿主提供的新的表型特征選擇重組體DNA分子的直接選擇法,是受一定條件限製的,它不但要求克隆的DNA片段必須大到足以包含一個完整的基因序列,而且還要求所編碼的基因能夠在大腸杆菌宿主細胞中實現功能表達。無疑,真核基因是比較難以滿足這些要求的,原因在於有許多真核基因是不能夠與大腸杆菌的突變發生抑製或互補效應的。此外,大多數的真核基因內部都存在著間隔序列,而大腸杆菌又不存在真核基因轉錄加工過程中需要的剪接機理,這樣便阻礙了它們的大腸杆菌宿主細胞中實現基因產物的表達。當然,在有些情況下,可以通過使用mRNA的cDNA拷貝構建重組體DNA的辦法來解決這些問題。
7.5物理檢測法
常用重組體分子的物理檢測法主要有凝膠電泳檢測法和R 環檢測法兩種。
7.5.1凝膠電泳檢測法
重組體分子是載體與外源DNA片段的結合,因此攜帶插入DNA片段的重組子在相對分子質量上要大於載體本身。根據重組體DNA分子的大小,可以判斷出載體上是否加載了外源DNA片段。通過凝膠電泳檢測,就能夠快速地判斷出DNA相對分子質量的大小。因此,凝膠電泳檢測法已成為重組子篩選與檢測中一種簡單、直接的常用方法。
電泳檢測篩選比抗陽性插入失活平板篩選更進一步。有些假陽性轉化菌落,如自我連接載體、缺失連接載體、未消化載體、兩個相互連接的載體以及兩個外源片段插入的載體等轉化的菌落,用平板篩選法不能將其鑒別開來,但可以被電泳法鑒別與淘汰。因為由這些轉化菌落分離的質粒DNA分子的大小各不相同,與真正的陽性重組體DNA分子相比,前三種DNA分子較小,在電泳時遷移速度較快,其在凝膠上的位置位於真陽性重組體DNA分子的前麵;相反,後兩種DNA分子較大,電泳遷移速度較慢,其在凝膠上的位置位於真陽性重組體DNA分子的後麵。所以,凝膠電泳檢測法能篩選出有插入DNA片段的真陽性重組體。
凝膠電泳檢測法包括直接凝膠電泳檢測法、酶切檢測法與PCR檢測法。
1.直接凝膠電泳檢測法
直接凝膠電泳檢測法就是從轉化菌中分離出重組質粒DNA後,直接將其點樣於凝膠上進行電泳,根據重組質粒DNA在凝膠上的遷移位置,確定其相對分子質量大小,最後判斷其是否為真正的重組體。
直接凝膠電泳檢測法常用的操作程序為:分別挑取單個轉化菌懸浮於破碎細胞緩衝液(50mmol/L Tris‐HCl、1%SDS、2mmol/L EDTA、400mmol/L 蔗糖、0.01%溴酚藍)中,37℃保溫使細胞破裂,蛋白質沉澱,再高速離心,除去細胞碎片、蛋白質和大部分的染色體DNA、RNA,將含有質粒DNA的上清液直接點樣於瓊脂糖凝膠上,電泳分離,經EB 染色後,用凝膠成像係統觀察並拍照,獲得可顯示含有染色體DNA、不同大小的質粒DNA以及RNA的電泳圖譜。最後,根據電泳條帶遷移率來判斷相對分子質量的大小,這樣就能容易地判斷出哪些菌落是含有外源DNA插入片段的重組質粒。