基因文库(全部基因组序列的集合体)
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更新时间:2023-05-22
基因文库
全部基因组序列的集合体
基本信息
释义 | 全部基因组序列的集合体 |
授权检测站 | 1000个 |
学科 | 遗传学 |
载体 | λ噬菌体的DNA |
概念
中文名称:基因文库
英文名称: gene library
学科分类:遗传学
与基因库区别
建立
基因文库
基因关系
基因文库
基因载体通常根据待克隆的 DNA片段长度来选择。在制作原核生物基因文库时,因基因组较小,可把DNA片段切得短些,可选用质粒如pBR322等作载体。真核生物的基因内部常有称为内含子的非编码区,使一个天然基因的长度比实际编码的部分要长得多,基因文库中待克隆的DNA片段便应长些,以保证得到完整的基因。通常采用的载体有经过改建的噬菌体如λCharon4A(长度462kb,可克隆外源DNA长度 8.2~22.2kb)和粘性质粒(例如pHC79,长度6.4kb,可容纳外源DNA长度37~50kb)等。
经剪切得到的 DNA片段可通过噬菌体T4连接酶或大肠杆菌连接酶与载体DNA共价连接,使成为杂种DNA分子。
保存
利用
从基因文库中筛选某一克隆的常用办法是分子杂交。首先把属于一个文库的细菌或噬菌体以较低密度接种在培养皿上以取得相当分散的菌落或噬菌斑,然后用硝酸纤维滤膜吸印,使培养皿和滤膜的相对应的位置上具有相同的克隆。同时另行制备供分子杂交用的探针。为了筛选真核生物的某种基因,常从它的转录产物mRNA经反向转录(见中心法则)合成相应的互补DNA(cDNA),再加入用32P标记的核苷三磷酸,用DNA多聚酶切口移位方法制成有同位素标记的探针。把探针DNA和硝酸纤维滤膜上的菌落或噬菌体分别进行变性处理,然后进行分子杂交。再将X光底片覆盖在经过处理的滤膜上以进行放射自显影。在培养皿上找出和X光底片上的黑点相对应的菌落或噬菌斑。这些菌落或噬菌体中便包含着所需要的基因,经过扩增便能得到大量的细菌或噬菌体,从中可以分离出所需基因的DNA片段。
应用
建立和使用基因文库是分离基因,特别是分离高等真核生物基因的有效手段。如果一个哺乳动物的基因组是 3×109碱基对,直接从细胞中提取并分离出某一特定基因的DNA片段在技术上是很困难的。但是在基因文库中,不同的 DNA片段都分别在不同的克隆中扩增了,只要有该基因的探针存在,则从许多克隆中筛选一个所需的克隆是一项比较简单的工作。此外基因文库中被克隆的DNA都是基因组中各种随机的顺序片段,某些 DNA片段还包括基因外部的邻近的甚至互相跨叠的序列,所以基因文库特别有利于研究天然状态下基因的顺序组织。例如曾从人的基因文库中分离得到含有血红蛋白β链基因的克隆,从中取得该基因的DNA并进行分析,发现人的δ和β链基因是连锁的,二者之间相隔几千个碱基对,而且在它们内部都有两个内含子。
基因文库还可以应用在个体发育的研究中。例如从芽孢杆菌的正在形成芽孢的菌体中分离mRNA,并用同位素标记做成探针,用这些探针可以从芽孢杆菌的基因文库中分离出只在芽孢形成过程中活动的基因,有助于对发育过程中基因调控进行研究。
基因文库也可以应用在高等生物,例如人的基因定位工作中。基因文库在生产实际中也是取得所需要的基因的一种重要方法。
文库情况
中国建立了人口健康基因检测科学社会工程,力使我国从整体上提高我国人口的健康和保健水平。
工程目标:第一期认证、提供可用于健康检测的不少于50种疾病的易感基因位点并逐年增加:建立1000个授权检测站;达到年检测3000万人次的检测服务能力;建立“中国复杂人群基因-环境数据库”;实现包括检测服务于产品销售总收入超过100亿元的健康产业规模;为社会提供数以万计的就业机会。
在经济、社会和科技效益方面有良好的成效。
背景
基因文库有关技术的建立及应用虽然只有几年历史,但是它作为重组DNA技术应用的一个重要方面已经显示了它在解决分子遗传学中的理论问题和遗传工程中的实际问题上的巨大潜力。