基因文庫
在分子生物學中, 一個基因文庫是通過分子克隆的方法存儲和繁殖微生物群的DNA片段的集合。 基因文庫有很多種，包括部分基因文庫（cDNA文庫）、基因組文庫（由基因組DNA形成），以及隨機突變體庫（由被替代的核苷酸或密碼子結合形成的新的基因合成）。基因文庫是當前分子生物學的一個主要研究方向 ，這些文庫的用途取決於原始DNA片段的來源。用於文庫製備的克隆載體和技術存在差異，但通常每個DNA片段都被獨立地插入一個克隆載體，然後將重組DNA分子轉化入受體菌群（細菌人工染色體，BAC文庫）或酵母內，使得每個生物體平均含有一個構建的表達載體（載體+插入物）。隨著培養的種群的數量增長，其中包含的DNA也在被不斷複製。
術語
[編輯]術語「文庫」可以指生物群（每個生物攜帶插入克隆載體中的DNA分子），或者指所有克隆的載體分子的集合。
部分基因文庫
[編輯]部分基因文庫（英語：cDNA library）是以從特定來源（細胞集合，特定組織或整個生物體）純化的mRNA樣品為模板，使用逆轉錄酶形成的互補DNA與適當的載體連接後轉化到受體菌形成的重組菌群。因此，它一定程度上反映了來源細胞在純化mRNA時的生理環境下活躍轉錄的基因。
cDNA文庫可用於反向遺傳學，但它們僅代表給定生物體基因組的非常小（小於1％）的一部分。
cDNA文庫的應用包括：
- 發現新基因
- 克隆全長cDNA分子用於體外基因功能研究
- 研究在不同細胞或組織中表達的mRNA
- 研究不同細胞或組織中的選擇性剪接
基因組文庫
[編輯]把某種生物的基因組的全部遺傳信息（DNA）切成適當長度的片段，並分別與載體結合，導入微生物細胞，形成克隆。包含基因組中所有DNA序列的克隆的集合，稱為基因組文庫（英語：Genomic library）。[1]
基因組文庫的應用包括：
- 確定給定生物的完整基因組序列（參見基因組計劃）
- 作為通過基因工程產生轉基因動物的基因組序列的來源
- 體外調控序列功能的研究
- 癌組織中基因突變的研究
構建
[編輯]克隆載體
[編輯]克隆載體（英語：Cloning vector）是取自病毒，質粒或高等生物的細胞的一小段DNA，可以在生物體中穩定存在，並可以插入外源DNA片段用於克隆目的。[2]因此，載體有易將DNA片段插入載體或從載體中除去的特徵，例如通過用切割DNA的限制酶處理載體和外源DNA。由此產生的DNA片段含有平末端或粘性末端，然後通過分子連接將載體DNA和具有相容末端的外源DNA連接在一起。在將DNA片段克隆到克隆載體中後，可以將其進一步亞克隆到另一種用於更具體用途的載體中。
構建基因文庫常常使用的載體有λ噬菌體，cosmid載體，質粒和人工染色體（包括酵母人工染色體YAC、細菌人工染色體BAC、P1派生人工染色體PAC等）。
載體最常在細菌細胞中繁殖，但如果使用YAC（酵母人工染色體）作為載體，則可以在酵母細胞中繁殖。載體也可以在病毒中繁殖，但這可能是耗時且繁瑣的。但通過使用病毒（通常是噬菌體）實現的高轉化效率使得它們可用於包裝載體，然後將其導入細菌（或酵母）細胞中。
基因組文庫的構建
[編輯]- 載體DNA片段的製備：使用限制性核酸內切酶對載體DNA分子進行剪切，使之成為線狀DNA。
- 供體DNA片段的製備：對生物體總DNA分離純化，並使用機械剪切法或酶切法分離出特定大小的DNA片段。
- 供體與載體DNA的連接：使用DNA連接酶將供體與載體連接成為重組DNA分子。
- 重組DNA分子的轉化：將重組DNA分子轉化進入受體細胞。
- 篩選與保存[1]
cDNA文庫的構建
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 1.0 1.1 1.2 基因组DNA文库(Genomic library)构建 (PDF). [2018-08-29]. （原始內容存檔 (PDF)於2018-08-29）.
- ^ Definition of cloning vector. Genome Dictionary. [2012-10-18]. （原始內容存檔於2010-02-24） （英語）.