感受态细胞大全

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国内的大多数生物试剂公司，都是从卖感受态细胞开始的，近两年被擎科垄断，以后大家别想玩感受态细胞发财了。
纳尼？因为制作感受态细胞既简单又复杂，做得好可以换钱，做的不好，谁也救不了你。
1.感受态细胞的基因型

DH5α，就是感受态的顶流。再说深点，感受态细胞的基因型，你是不是有点蒙圈。
说明书上的那些F-，φ80dlacZΔM15，Δ(lacZYA-argF)U169，deoR，recA1，endA1，hsdR17(rk-，mk+)，phoA，supE44，λ-，thi-1，gyrA96，relA1都是些啥？放心~ 不是乱码。
首先我们来了解一下E.coli （大肠杆菌）的历史
1885年，西奥多首次公开报道了从肠道下部位置分离到的一种细菌，并对这种细菌的形态特征进行了描述。他把这种细菌命名为共存大肠杆菌（bacterium coli commune）。1919年，在发现34年之后，大肠杆菌的名字才最终确定。为纪念西奥多•埃舍里希，将埃希氏菌属 Escherichia作为大肠杆菌的属名，其名称Escherichia coli和简写E.coli开始出现在教科书和文献中。



大肠杆菌结构图

大部分市面上可以买到的大肠杆菌感受态细胞来自两种单独发现的E.coli：K-12 Strain和B Strain。K-12是在1920年从一个病人身上分离出来的，后来经改造成为大肠细胞系MG1655，也就是现在市面上DH5α和DH10b（a.k.a. TOP10）的前身；B的发现历史就比较曲折了，直到1942年才有正式E.coli B strain这个命名，所以原代细胞是啥时候发现的，不知道，只知道现在市面上常见的BL21就是B Strain的后代细胞。
现在市面上的大肠细胞系都是为了特定的目的而构建的，比如：高速生长/分裂，高通量克隆，普通克隆等等等等。有许多变异在各种细胞系中都有出现，特别是一些能够提高质粒产量和DNA质量的变异，更是被广泛采用。
deoR
deoR 是大肠杆菌中deo 操纵子的调节基因，它表达的阻遏蛋白对deo 操纵子具有重要的调控作用deoR 基因的变异，使deo 操纵子的阻遏蛋白不能表达，宿主细胞合成大量的dCTP，可以选择性地改善大分子DNA 的转化。去除某些调控基因，使得用于脱氧核糖生成的基因得到大量表达。
作用：使得超长质粒得以完整复制，提高转化效率。
recA
降低DNA重组（recombination）的概率。一个菌株的基因型如果是recA，则说明此菌株的表现型是重组缺陷的。
作用：提高质粒在细胞内的稳定性。
endA
endA 基因表达非特异性核酸内切酶I，它能使所有DNA 双链解开，在DNA 的复制和重组中起重要作用。
作用：提高外源质粒的数量和质量。
hsdR
hsdR 基因的变异导致菌株细胞内的I 型限制酶EcoK 或EcoB 活性缺失，这对于外来基因的导入及质粒转化是有利的。
作用：提高某些PCR产物的转化效率。
supE
supE 基因表达的阻遏蛋白与停止密码子UAG 结合，使蛋白质合成停止。supE 基因发生变异时，不能表达正常的阻遏蛋白，即使遇到停止密码子UAG，蛋白质合成仍能继续，并使UAG 作为一个密码子来编码谷氨酰胺（Glutamine），从而使发生了琥珀突变（AAG→UAG）的基因对蛋白质表达得以延续，因此称supE 为琥珀突变抑制因子。
作用：supE44是指sup 基因座E 的第44 位突变。
gyrA
gyrA 基因表达DNA 促旋酶A 亚基。DNA 促旋酶在DNA 复制时具有使DNA 解旋和回旋的作用。gyrA 基因的变异使DNA促旋酶A 亚基不能正常表达，萘啶酮酸和荧光喹啉等失去结合目标，从而使该基因型的菌株具有了对萘啶酮酸（Nalr） 和荧光喹啉的抗性。
relA
relA 是松弛调节基因，对RNA 的合成具有调节抑制作用。同时relA 基因还表达ATP：GTP3'-焦磷酸转移酶，负责在氨基酸饥饿状态下鸟苷3'，5'-二磷酸 (ppGpp) 的合成，以适应饥饿环境。
作用： relA 基因的变异对目的基因的转录有利。
dam/dcm
消除甲基化对腺嘌呤（Adenine）和胞嘧啶（Cytosine）。
作用：帮助某些外源质粒复制，比如携带易受甲基化影响的酶切位点的外源质粒。
mcrA/mcrBC/mrr
阻止细胞识别从其他组织来的甲基化序列为异物。
作用：基因组DNA或者甲基化cDNA的克隆。
recBCD
Exonuclease V的变异，使DNA重组的概率降低。
作用：提高质粒在细胞内的稳定性。
laclq
变异的Lacl基因，导致lac repressor的大量表达，因此更严格地调控lac promoter。
作用：严格调控lac promoter控制的蛋白表达，满足不同的蛋白表达机制。
DE3
T7 RNA 聚合酶的基因被重组到大肠杆菌细胞的基因组里，用于T7 promoter调控的蛋白表达。
作用：T7 promoter蛋白表达系统。
pLysS
携带T7 lysozyme（溶菌酶），用于摧毁T7 RNA polymerase，能够降低目的基因的背景表达水平，但不干扰目的蛋白表达。
作用：调控T7 promoter蛋白表达系统。
lon
ATPase-dependent protease （蛋白酶）基因的变异，导致蛋白水解能力降低。
作用：减少重组蛋白的水解，提高表达产量。
ompT
Outer membrane protease 基因变异，因此减少外膜蛋白酶的表达量。
作用：减少重组蛋白的水解，提高表达产量。
gor
Glutathione reductase基因变异，提高生成二硫键的能力。
作用：提高蛋白正确折叠的概率。
小贴士：说明书中的F-是指F 因子缺失，lacZΔM15是指M15缺失。
2.常见的感受态细胞

大肠杆菌感受态细胞
DH5α
用途：克隆菌，用于分子克隆、质粒提取。
基因型：supE44、hsdR17、recAl、endAl、gyrA19、thi-1、relAl、△lacU169（80lacZ△M15）
特点：一种用于铺制与培养质粒平板和粘性平板的抑制型菌株，其80lacZ△M15基因的产物可与pUC载体编码的β-半乳糖苷酶氨基端实现α互补，可用于蓝白斑筛选。

Top10
用途：克隆菌，用于分子克隆、质粒提取。
基因型：F- 、galU、galK 、rpsL (Strr) 、endA1 、nupG、 φ80 、lacZΔM15 ΔlacX74 recA1 、araΔ139Δ(ara-leu)7697、mcrA Δ(mrr-hsdRMS-mcrBC)
特点：一种用于铺制与培养质粒平板和粘粒的重级缺陷的抑制型菌株 。TOP10生长速度快 (比DH5α快，但比Mach1-T1生长速度慢)，10小时可见克隆。

JM109
用途：分子克隆、质粒提取和蛋白质表达。
基因型：endA1、recA1、gyrA96 、thi-1、 hsdR17 (rk-,mk+)、relA1、supE44、D (lac-proAB) [F′traD36 proAB laqI qZΔM15]
特点：一种支持带有琥珀突变的载体的重组缺陷的抑制型菌株，对转染的DNA有修饰作用而无限制作用 。

BL21(DE3)
用途：表达菌，可用于表达非毒性蛋白。
基因型：F- 、ompT 、hsdSB(rB- mB- )、 gal 、dcm(DE3)
特点：BL21(DE3)菌株用于高效表达克隆于含有噬菌体T7启动子的表达载体(如pET系列)的基因。λ噬菌体DE3区含有T7噬菌体RNA聚合酶，该区整合于BL21的染色体上，所以称为BL21(DE3)。

BL21(DE3)pLysS
用途：表达菌，可表达毒性和非毒性蛋白。
基因型：F- 、ompT、hsdS(rB-mB-)、gal、dcm(DE3)pLysS、Camr
特点：BL21(DE3)pLysS菌株携带pLysS质粒，具有氯霉素抗性。


酵母感受态细胞
除了常见的大肠杆菌感受态，还有专门构建酵母单、双杂交体系的酵母感受态。
Y2HGold
用途：GAL4系统酵母双杂实验用菌株，MATa型，可直接转化质粒或与MATα型酵母菌株Y187通过mating操作进行蛋白互作验证或筛库试验。
特点：Y2HGold酵母菌株对高温敏感，最适生长温度为27-30℃；高于31℃，生长速度和转化效率呈指数下降，由Clontech研发。
值得注意的是，酵母因为有细胞壁，不能用常规方法做感受态细胞，而保存也一直是个问题。所以大家在购买和保存的时候一定要选择正规货源和合适的保存条件。唯地生物 通过不断地探索和实验，经特殊工艺制作，成功获得可在-80℃长期储存的酵母感受态细胞，转化效率大于104 cfu/μg DNA。



酵母菌细胞

农杆菌感受态细胞
在转基因实验中，农杆菌和发根农杆菌感受态是植物和真菌转基因操作的重要工具。
EHA105
用途：适用于水稻、烟草等植物的转基因操作。
特点：EHA105菌株由EHA101菌株改造而来，为C58型背景，核基因中含有筛选标签——利福平抗性基因rif，为了便于转化操作。
MSU440
用途： 能够感染大多数双子叶植物和少数单子叶植物以及个别裸子植物。
特点：发根农杆菌是根瘤菌科(Rhizobiaceae)农杆菌属(agrobacterium)的一种革兰氏阴性土壤细菌，MSU440发根农杆菌菌株含有农杆碱型Ri质粒，具有广泛的宿主范围（玉米，烟草，茶树，青蒿等），同时具有链霉素抗性。
3.转化方法

那么选择了适合的感受态，我们又怎么使用它呢？
转化是指某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞DNA，而使它的基因型和表现型发生相应变化的现象。细菌细胞转化是非常常见且简单的分子实验，除了最传统的化学转化（Chemical Transformation）外，还有电穿孔转化（Electroporation）的方法。
电转化（Electroporation）
电转化原理十分简单，当电流穿过细胞的时候，会在细胞膜上形成临时的孔洞，那么携带负电的质粒DNA在这个电势场中会被移动，而后恰好穿过孔洞，进入细胞。这个过程和电泳类似，DNA分子移动来移动去，最后掉进了细胞里。
化学转化（Chemical Transformation）
正常的大肠杆菌细胞与CaCl2 溶液混合后，许许多多的Ca2+（钙离子）附着在细胞膜表面，带正电的钙离子们有助于引导和辅助带负电的DNA质粒与细胞膜结合。当质粒DNA穿膜进入细胞的时候，正电钙离子也很好的掩盖了DNA的负电性，使得通过憎水性磷脂层的过程更加容易。使质粒进入细胞的方法是短暂42°C的热击。
私人秘方
化学转化的一般方法是：（细胞+质粒DNA）混合
冰上培养20 min , 42°C热水浴30s
冰上培养2 min
细胞与250 uL LB或S.O.C 混合培养1h
50 uL培养液涂板
细胞长长长，37°C。

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