参考答案:克隆真核基因常用的方法有逆转录法和化学合成法。
一、逆转录法
逆转录法就是先分离纯化目的基因的mRNA,再反转录成互补DNA,然后进行互补DNA的克隆表达。从产生该蛋白质的真核细胞中提取mRNA,以其为模板,在逆转录酶的作用下,反转录合成该蛋白质mRNA的互补DNA,再以互补DNA为模板,在逆转录酶或DNA聚合酶作用下,最终合成编码该蛋白质的双链DNA序列,该序列不含内含子。
(1)mRNA的纯化
细胞内含有三种RNA,mRNA占RNA总量的2%-5%,相对分子量大小不一致,分离也有很大的困难,但是mRNA的3’末端常含有一多聚腺苷酸组成的末端,长达20-250个腺苷酸,足以吸附于寡聚胸苷酸-纤维素上,从而可以用亲和层析法将mRNA从细胞总RNA上分离出来,可得到纯度较高的mRNA。
(2)互补DNA第一链的合成
mRNA的3’末端常含有一多聚腺苷酸序列,可用寡聚脱氧胸苷酸为引物,在逆转录酶的催化下,开始互补DNA的合成。在合成反应体系中加入一种放射性标记的dNTP,在反应中以及反应后可通过测定放射性标记的dNTP掺入量,计算出互补DNA的合成效率,在凝胶电泳后,进行放射自显影分析产物的分子大小,探索最佳反应条件。
(3)互补DNA第二条链的合成
先用碱解或核酸酶酶解的方法除去互补DNA-mRNA杂交链中的mRNA链,然后以互补DNA第一链为模板合成第二链,并用核酸酶S1专一性切除单链DNA。
(4)互补DNA克隆
载体有两种质粒和噬菌体,根据重组后插入的互补DNA是否能够表达、能否经转录和翻译合成蛋白质,又将载体分为表达型载体和非表达型载体。互补DNA插入片段小于10千碱基对,可选用质粒载体,如大于10千碱基对则选用噬菌体作为载体。
二、化学合成法
较小的蛋白质或多肽的编码基因可以采用人工化学合成法合成,其先决条件是已知目的基因的核苷酸序列,或已知蛋白质的氨基酸序列,按相应的密码子推导出DNA的碱基序列。
用化学方法合成目的基因不同部位的两条链的寡核苷酸短片段,再退火成为两端形成粘末端的DNA双链片段,然后将这些双链片段按正确的次序进行退火使连接成较长的DNA片段,再用连接酶连接成完整的基因。
人工化学合成的限制:(1)不能合成太长的基因,50-60个碱基对;
(2)人工合成碱基对时,遗传密码的简并会为选择密码子带来很大的困难;
(3)费用较高。