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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)。隨着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「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(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:
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:
克隆載體(英語:Cloning vector)是取自病毒,質體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,質體和人工染色體(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。
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