TA 克隆概述
TA 克隆载体即 T 载体,是目前克隆 PCR 产物最简便、快捷的方法。随着基因组计划的进行,以及分子生物学技术、基因芯片技术在生命科学研究、生物工程和医学等领域的应用,对 TA 载体的需求量会逐步扩大
TA 克隆方法( Original TA Cloning Kit )即利用 Taq 聚合酶同时具有的末端连接酶的功能,在每条 PCR 扩增产物的 3` 端自动添加一个 3`-A 突出端。利用 TaKaRa 的 T 载体,直接高效地连接 PCR 产物。 所以 TA 克隆不需使用含限制酶序列的引物,不需将 PCR 产物进行优化,不需把 PCR 产物做平端处理,不需在 PCR 扩增产物上加接头,即可直接进行克隆。
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原理如下:
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TA克隆的策略摘要: 对于亚克隆来说,酶切-连接可谓是最经典的方式。虽说效果不错,可着实有些麻烦。载体和片段分别酶切、跑胶、回收,再加上连接和转化,一星期转眼就过去了。新的克隆方法也在不断涌现。速度更快,片段更长。生物通近期就将盘点一下市场上一些非一般的克隆。从TA克隆开始,我们着重于一些容易忽视的问题。
TA 克隆的 idea 最初来自 1994 年。几位学者发现Taq DNA 聚合酶会在PCR 产物的3’末端加上一个脱氧腺苷(A),而且这种特性与模板无关。之后,Invitrogen 公司发明了 TA 克隆技术,并拥有全球 TA cloning 商标的专利权,直至 2013 年。(这个就够他们赚得盆满钵满了。)线性化的 T 载体在 3’末端拥有一个脱氧胸苷(T),与 PCR 产物的 A 尾巴互补。原理就是这么简单。不过由于价格的原因,Invitrogen 的 T 载体在国内却不是销量最好的。Promega 的 pGEM-T(easy)和 Takara的 pMD18-T 因性价比高,更加深入人心。 TA 克隆的步骤无需赘述,相信大家都很清楚。无非就是 PCR、连接、转化、鉴定这几个步骤,不过还有一些不得不说的问题,值得大家注意。
用什么样的聚合酶?
不是所有的聚合酶都会在PCR 产物末端加A。具有 3’到 5’外切酶活性的高保真酶就不会产生 A尾巴。如果你下一步想要做基因表达,一定要用高保真酶,那也没问题。只要用 Taq 酶在产物末端加个 A 就 OK。步骤也很简单,根本无需买个什么加A 试剂盒,几步就搞定了。
1. 用高保真酶扩增完之后,在反应管中加入0.7-1 unit 的 Taq 聚合酶。无需更换 buffer,其中的 dATP 已经够用。
2. 在 72℃孵育 8-10 分钟。3. 立即进行纯化,沉淀、跑胶、或用纯化试剂盒。这一点相当重要,否则高保真聚合酶会将 A尾巴或 T 载体上的 T 尾巴切掉。 有些高效率的聚合酶其实是 Taq 酶和高保真酶的混合物,大约有一半的产物加了 A 尾巴。所以你在克隆之前最好搞清楚你用的酶到底是否加A,否则克隆出来白斑太少,又要讨论好久。
PCR 产物的纯度
如果你的 PCR 产物只有唯一条带,恭喜你。不过为保险起见,最好还是用 PCR 产物纯化试剂盒来纯化一次。否则白色菌落中的插入片段可能是引物二聚体哦。如果你发现有非特异条带,那最好优化一下 PCR 反应,让非特异条带消失。跑胶纯化是下策,因为胶纯化可能会带走 3’的 A 尾巴。而且注意不要在紫外灯下暴露太久。只需 5 秒,紫外对 DNA 的伤害就足以检测;而长达 60 秒的照射会让某段序列在测序时无法读取。问题远比你想象中严重。 生物通提示:PCR 产物其实也有保质期。为了保证连接效率,PCR产物最好不要超过一天。因为上面的 A 尾巴会随着时间逐渐降解,导致连接效率下降。千万不要为了省事,就整个一大管PCR 产物,每次用一点。最终反而更浪费时间。
载体和片段的比例
往往是影响克隆效果的最大因素。通常来说,载体与片段的起始摩尔比为 1:1。计算方法如下:
X ng PCR 产物 = (ng 载体 × kb 片段大小)/ kb 载体大小
如果这样的比例不能令你满意,你可以在 3:1 到 1:3 的范围内进行优化,选择最佳的比例。PCR 产物的浓度可以通过与 Marker 比对估算出来。还有一种更准确的方法,用 GE 的 NanoVue超微量分光光度计。只需要 0.5 ul,就能测量出样品浓度,你再也不用舍不得珍贵的样品了。0.5 ul而已,小意思。对照 托尔斯泰曾说过:“幸福的家庭总是相似的,不幸的家庭各有各的不幸。”实验也是如此。失败的实验总有各种各样的缘由。对照在实验失败时就凸显其重要性了。
阳性对照
一般在购买 TA 克隆的 kit 时,都会附带阳性对照。你应该在第一次实验的时候,就按照说明书上对照反应的步骤,同时进行阳性对照,以检验PCR 和连接反应是否有问题。而不是在失败了七八次之后,才想起阳性对照。浪费了时间不说,如果你的样品很珍贵,那谁也无力回天。一般说来,起码有 60%以上的菌落应该是白色的。
自连对照
这个对照是检验 T 载体的 T 尾巴是否还在。
如果转化后出现大量菌落,这个 T 载体一定有问题。
转化对照
每一次转化实验都应该设立对照。自家制备感受态细胞是这样,购买现成的感受态更是这样。因为感受态细胞非常敏感,绝对不能冻融。从外地长途运输过来,谁知道中途发生过什么事。为保险起见,一定要转化一个环状的质粒(非 T 载体,因为它们已经线性化了)作为对照。如果没有看到密密麻麻的菌落,这个感受态基本就是不合格的。 TA 克隆的效率主要与片段长短有关,片段越长,效率越低。一般的 TA 克隆试剂盒适用于 3kb以下的片段。如果你的片段很长,最好选择一些特别的长片段克隆试剂盒,详见后文。
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