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化學(xué)感受態(tài)細胞進(jìn)行質(zhì)粒DNA轉化的原理
發(fā)布時(shí)間: 2021-10-25 點(diǎn)擊次數: 1451次背景介紹
將質(zhì)粒DNA轉化入細菌的過(guò)程稱(chēng)為轉化。
轉化通常有兩種方法:化學(xué)轉化法和電穿孔法。
電穿孔法的轉化率高達 109 ~ 1010個(gè)轉化子/μg 質(zhì)粒 DNA,轉化率比化學(xué)轉化法高,當可能得到的每一個(gè)克隆都非常重要時(shí)(如構建cDNA文庫),就需要用電穿孔法。
化學(xué)轉化法一般每微克 DNA 能獲得105 ~ 106個(gè)轉化子,可滿(mǎn)足常規的克隆實(shí)驗需求,因此化學(xué)轉化法在克隆實(shí)驗中是較為常用到的轉化方法。
化學(xué)感受態(tài)細胞轉化步驟
化學(xué)轉化法中用到的感受態(tài)細胞是化學(xué)感受態(tài)細胞,化學(xué)感受態(tài)細胞常用冰預冷的CaCl2處理細菌的方法來(lái)制備。
化學(xué)感受態(tài)細胞轉化的實(shí)驗步驟可以簡(jiǎn)單分為以下4步:
1、冰上融化感受態(tài)細胞,將DNA加入感受態(tài)細胞中,輕彈管壁混勻,冰上放置30 min
2、42 ℃熱激,冰上孵育2 min
3、加入不含抗生素的LB培養基,37 ℃復蘇
4、離心后棄部分上清,重懸后涂板,過(guò)夜培養
在化學(xué)轉化法的實(shí)驗步驟中,為何要冰上放置30 min、熱激、冰上孵育2 min、加入不含抗生素的LB培養基在37 ℃復蘇?每一步的作用及背后的原理是怎樣的?
要理解這些步驟的作用和背后的原理,我們首先要了解下化學(xué)轉化法中DNA進(jìn)入細胞需要克服哪些困難。
DNA要進(jìn)入細胞需要克服的困難
圖1.DNA和細菌細胞膜的電荷排斥
困難1:DNA帶負電荷,細菌的細胞膜也帶負電荷,需要克服DNA和細胞膜間的電荷排斥作用;
困難2:DNA進(jìn)入細胞需要細胞膜上有孔隙。
01
克服電荷排斥
化學(xué)感受態(tài)細胞轉化的第一步,加入DNA后,輕彈管壁混勻,冰上靜置,使Ca2+與DNA結合中和DNA的負電荷,Ca2+與細菌細胞膜結合中和電荷,克服了外來(lái)DNA和細菌細胞膜之間的負電荷排斥作用。Ca2+與DNA和細菌細胞膜脂多糖的磷酸鹽形成配位絡(luò )合物,Ca2+促進(jìn)了DNA和脂多糖的結合。
圖2.Ca2+克服了外來(lái)DNA和細菌細胞膜之間的負電荷排斥
02 孔隙的形成與消失
化學(xué)感受態(tài)細胞轉化的第二步是熱激。熱激使溫度升高,細胞膜的脂質(zhì)釋放(圖3-A),在細胞膜上形成孔隙(圖4-E),DNA進(jìn)入細菌內部。熱激后在冰上冷卻2 min,溫度降低,細胞膜的蛋白質(zhì)釋放(圖3-B),脂質(zhì)占比增高,細胞膜的流動(dòng)性升高,細胞膜上的孔隙消失(圖4-F)。
圖3. A:脂質(zhì)釋放曲線(xiàn),B:蛋白質(zhì)釋放曲線(xiàn)
圖4.感受態(tài)細胞在轉化過(guò)程中表面形態(tài)的變化
03 抗性基因的表達
化學(xué)感受態(tài)細胞轉化的第三步,加入LB培養基,37 ℃復蘇,該步驟的主要作用是使感受態(tài)細胞恢復生長(cháng),使感受態(tài)細胞中的質(zhì)粒表達抗性基因,這樣在涂板后帶有目標質(zhì)粒的大腸桿菌在相應抗性的平板上才能正常生長(cháng)。
綜上,化學(xué)感受態(tài)細胞在轉化過(guò)程中進(jìn)行冰上放置是為了使DNA吸附到感受態(tài)細胞表面;熱激步驟使感受態(tài)細胞表面形成孔洞,DNA進(jìn)入感受態(tài)細胞內;冰上孵育使感受態(tài)細胞的孔洞消失;37 ℃復蘇是為了是細胞恢復生長(cháng)并表達抗性基因。 本期的克隆小講堂之化學(xué)感受態(tài)細胞轉化原理的介紹就到這里,下面為您推薦一波優(yōu)質(zhì)的化學(xué)感受態(tài)細胞產(chǎn)品,為您的研究添磚加瓦。 參考文獻:
1、Panja S, Saha S, Jana B, Basu T. Role of membrane potential on artificial transformation of E. coli with plasmid DNA. J Biotechnol. 2006 Dec 15;127(1):14-20.
2、Panja S, Aich P, Jana B, Basu T. How does plasmid DNA penetrate cell membranes in artificial transformation process of Escherichia coli? Mol Membr Biol. 2008 Aug;25(5):411-22.
3、Asif A, Mohsin H, Tanvir R, Rehman Y. Revisiting the Mechanisms Involved in Calcium Chloride Induced Bacterial Transformation. Front Microbiol. 2017 Nov 7;8:2169.
4、Lim Y, Su CH, Liao YC, Lee SY. Impedimetric analysis on the mass transfer properties of intact and competent E. coli cells. Biochim Biophys Acta Biomembr. 2019 Jan;1861(1):9-16.
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