无缝克隆试剂盒基于同源重组原理,通过插入片段与线性化载体末端的同源序列(15-25 bp)实现定向重组,无需酶切与连接步骤,具有操作便捷、阳性率高(可达95%以上)、支持多片段重组等优势。
无缝克隆试剂盒其使用流程可分为以下三个核心步骤:
一、线性化载体制备
酶切法
双酶切:选择载体中两个不同的酶切位点,用限制性内切酶消化载体,通过凝胶电泳分离并回收线性化载体。双酶切可降低载体自连背景,提高阳性率。
单酶切:若无可选双酶切位点,可采用单酶切,但需延长酶切时间(2小时至过夜)并进行脱磷处理(如CIP处理20分钟),以减少自连假阳性。
注意事项:酶切后需通过胶回收纯化线性化载体,避免环状质粒残留;若载体长度超过10 kb,建议延长酶切时间以确保线性化。
反向PCR法
在载体克隆位点两侧设计一对反向引物,通过PCR扩增获取线性化载体片段。
关键点:使用高保真DNA聚合酶(如Phusion或Q5)扩增,避免碱基突变;扩增产物需通过胶回收纯化,去除环状模板质粒。
二、插入片段制备
引物设计
在插入片段的正反向引物5’端引入与线性化载体末端一致的同源序列(15-25 bp)。
示例:
正向引物:5’-上游载体同源序列(15-25 bp)+插入片段特异性序列-3’
反向引物:5’-下游载体同源序列(15-25 bp)+插入片段特异性序列-3’
注意事项:
同源序列Tm值需≥48℃,可通过公式计算(A-T碱基对=2°C,G-C碱基对=4°C)。
若载体为粘性末端且3’端突出,引物设计需包含突出部分;若5’端突出,则可选择性包含。
避免在同源序列中引入酶切位点,除非需保留重组后位点。
PCR扩增
使用高保真DNA聚合酶扩增插入片段,扩增产物需通过凝胶电泳分离并回收。
特殊情况处理:若扩增模板为环状质粒,建议用Dpn I消化模板DNA,避免残留质粒干扰重组反应。
三、重组反应与转化
重组反应体系配制
推荐比例:
线性化载体用量(ng)= 0.02 × 载体碱基对数(如5 kb载体需100 ng)。
插入片段用量(ng)= 0.04 × 片段碱基对数(单片段)或 0.02 × 片段碱基对数(多片段)。
若插入片段长度小于200 bp,需使用5倍载体用量。
反应条件:将线性化载体、插入片段与2× Cloning Master Mix混合后,50℃孵育15-60分钟(片段数量与长度影响反应时间,如2-3个片段反应20分钟,4-6个片段反应60分钟)。
转化与筛选
热激转化:
取100 μL冰浴融化的感受态细胞(如DH5α),加入5-10 μL重组产物,轻轻混匀后冰浴30分钟。
42℃水浴热激45-90秒,迅速转移至冰浴中静置2分钟。
加入500 μL无抗生素LB培养基,37℃、200 rpm复苏1小时。
涂布平板:取100-300 μL复苏液均匀涂布于含相应抗生素的LB平板,37℃倒置培养过夜。
阳性克隆鉴定:
菌落PCR:用枪头挑取单菌落至10 μL无菌水中混匀,取1 μL为模板进行PCR扩增(建议使用载体通用引物或特异性引物)。
酶切鉴定:提取质粒后用相应内切酶酶切,电泳检测片段大小。
测序验证:对阳性克隆进行测序,确认插入片段序列正确性。