化學(xué)感受態(tài)細胞進行質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)化的原理

將質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)化入細菌的過程稱為轉(zhuǎn)化。

轉(zhuǎn)化通常有兩種方法：化學(xué)轉(zhuǎn)化法和電穿孔法。

電穿孔法的轉(zhuǎn)化率高達 10⁹ ～ 10¹⁰個轉(zhuǎn)化子/μg 質(zhì)粒 DNA，轉(zhuǎn)化率比化學(xué)轉(zhuǎn)化法高，當(dāng)可能得到的每一個克隆都非常重要時（如構(gòu)建cDNA文庫），就需要用電穿孔法。

化學(xué)轉(zhuǎn)化法一般每微克 DNA 能獲得10⁵ ～ 10⁶個轉(zhuǎn)化子，可滿足常規(guī)的克隆實驗需求，因此化學(xué)轉(zhuǎn)化法在克隆實驗中是較為常用到的轉(zhuǎn)化方法。

化學(xué)轉(zhuǎn)化法中用到的感受態(tài)細胞是化學(xué)感受態(tài)細胞，化學(xué)感受態(tài)細胞常用冰預(yù)冷的CaCl2處理細菌的方法來制備。

化學(xué)感受態(tài)細胞轉(zhuǎn)化的實驗步驟可以簡單分為以下4步：

1、冰上融化感受態(tài)細胞，將DNA加入感受態(tài)細胞中，輕彈管壁混勻，冰上放置30 min

2、42 ℃熱激，冰上孵育2 min

3、加入不含抗生素的LB培養(yǎng)基，37 ℃復(fù)蘇

4、離心后棄部分上清，重懸后涂板，過夜培養(yǎng)

化學(xué)感受態(tài)細胞轉(zhuǎn)化的第一步，加入DNA后，輕彈管壁混勻，冰上靜置，使Ca2+與DNA結(jié)合中和DNA的負(fù)電荷，Ca2+與細菌細胞膜結(jié)合中和電荷，克服了外來DNA和細菌細胞膜之間的負(fù)電荷排斥作用。Ca2+與DNA和細菌細胞膜脂多糖的磷酸鹽形成配位絡(luò)合物，Ca2+促進了DNA和脂多糖的結(jié)合。

圖2.Ca2+克服了外來DNA和細菌細胞膜之間的負(fù)電荷排斥

化學(xué)感受態(tài)細胞轉(zhuǎn)化的第二步是熱激。熱激使溫度升高，細胞膜的脂質(zhì)釋放（圖3-A），在細胞膜上形成孔隙（圖4-E），DNA進入細菌內(nèi)部。熱激后在冰上冷卻2 min，溫度降低，細胞膜的蛋白質(zhì)釋放（圖3-B），脂質(zhì)占比增高，細胞膜的流動性升高，細胞膜上的孔隙消失（圖4-F）。

圖3. A：脂質(zhì)釋放曲線，B：蛋白質(zhì)釋放曲線

圖4.感受態(tài)細胞在轉(zhuǎn)化過程中表面形態(tài)的變化

化學(xué)感受態(tài)細胞轉(zhuǎn)化的第三步，加入LB培養(yǎng)基，37 ℃復(fù)蘇，該步驟的主要作用是使感受態(tài)細胞恢復(fù)生長，使感受態(tài)細胞中的質(zhì)粒表達抗性基因，這樣在涂板后帶有目標(biāo)質(zhì)粒的大腸桿菌在相應(yīng)抗性的平板上才能正常生長。