基因文库

✍ dations ◷ 2025-07-09 22:52:21 #基因工程,分子生物学

在分子生物学中, 一个基因文库是通过分子克隆的方法存储和繁殖微生物群的DNA片段的集合。 基因文库有很多种,包括部分基因文库(cDNA文库)、基因组文库(由基因组DNA形成),以及随机突变体库(由被替代的核苷酸或密码子结合形成的新的基因合成)。基因文库是当前分子生物学的一个主要研究方向 ,这些文库的用途取决于原始DNA片段的来源。用于文库制备的克隆载体和技术存在差异,但通常每个DNA片段都被独立地插入一个克隆载体,然后将重组DNA分子转化入受体菌群(细菌人工染色体,BAC文库)或酵母内,使得每个生物体平均含有一个构建的表达载体(载体+插入物)。随着培养的种群的数量增长,其中包含的DNA也在被不断复制。

术语“文库”可以指生物群(每个生物携带插入克隆载体中的DNA分子),或者指所有克隆的载体分子的集合。

部分基因文库(英语:cDNA library)是以从特定来源(细胞集合,特定组织或整个生物体)纯化的mRNA样品为模板,使用逆转录酶形成的互补DNA与适当的载体连接后转化到受体菌形成的重组菌群。因此,它一定程度上反映了来源细胞在纯化mRNA时的生理环境下活跃转录的基因。

cDNA文库可用于反向遗传学,但它们仅代表给定生物体基因组的非常小(小于1%)的一部分。

cDNA文库的应用包括:

把某种生物的基因组的全部遗传信息(DNA)切成适当长度的片段,并分别与载体结合,导入微生物细胞,形成克隆。包含基因组中所有DNA序列的克隆的集合,称为基因组文库(英语:Genomic library)。

基因组文库的应用包括:

克隆载体(英语:Cloning vector)是取自病毒,质粒或高等生物的细胞的一小段DNA,可以在生物体中稳定存在,并可以插入外源DNA片段用于克隆目的。因此,载体有易将DNA片段插入载体或从载体中除去的特征,例如通过用切割DNA的限制酶处理载体和外源DNA。由此产生的DNA片段含有平末端或粘性末端,然后通过分子连接将载体DNA和具有相容末端的外源DNA连接在一起。在将DNA片段克隆到克隆载体中后,可以将其进一步亚克隆到另一种用于更具体用途的载体中。

构建基因文库常常使用的载体有λ噬菌体,cosmid载体,质粒和人工染色体(包括酵母人工染色体YAC、细菌人工染色体BAC、P1派生人工染色体PAC等)。

载体最常在细菌细胞中繁殖,但如果使用YAC(酵母人工染色体)作为载体,则可以在酵母细胞中繁殖。载体也可以在病毒中繁殖,但这可能是耗时且繁琐的。但通过使用病毒(通常是噬菌体)实现的高转化效率使得它们可用于包装载体,然后将其导入细菌(或酵母)细胞中。

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