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1、基因定点突变一、定点突变的目的把目的基因上面的一个碱基换成另外一个碱基。二、定点突变的原理通过设计引物，并利用PCR将模板扩增出来，然后去掉模板，剩下来的就是我们的PCR 产物，在 PCR 产物上就已经把这个点变过来了，然后再转化，筛选阳性克隆，再测序确定 就行了。三、引物设计原则引物设计的一般原则不再重复。突变引物设计的特殊原则：(1) 通常引物长度为2545 bp，我们建议引物长度为3035 bp。一般都是以要突变的 碱基为中心，加上两边的一段序列，两边长度至少为11-12 bp。若两边引物太短了，很可能 会造成突变实验失败，因为引物至少要11-12个bp才能与模板搭上，而这种突变PCR要
2、求 两边都能与引物搭上，所以两边最好各设至少12个bp,并且合成多一条反向互补的引物。(2) 如果设定的引物长度为30 bp，接下来需要计算引物的Tm值，看是否达到78C( GC 含量应大于 40%)。(3) 如果Tm值低于78C，则适当改变引物的长度以使其Tm值达到78C(GC含量 应大于 40%)。(4) 设计上下游引物时确保突变点在引物的中央位置。(5) 最好使用经过纯化的引物。Tm 值计算公式：Tm=041x(% of GC) 675/L+81.5注：L：引物碱基数；% of GC：引物GC含量。四、引物设计实例以GCGACG为例：5-CCTCCTTCAGTATGTAGGCGACTTA
3、CTTATTGCGG3-(1)首先设计30 bp长的上下游引物，并将A (T)设计在引物的中央位置。Primer #1:5-CCTTCAGTATGTAGACGACTTACTTATTGC-3Primer #2: 5-GCAATAAGTAAGTCGTCTACATACTGAAGG-3(2)引物GC含量为40%, L为30,将这两个数值带入Tm值计算公式,得到其Tm=75.5 (Tm=0.41x40-675/30+81.5)。通过计算可以看出其Tm低于78C,这样的引物是不合适的， 所以必须调整引物长度。( 3)重新调整引物长度。Primer #1: 5-CCTCCTTCAGTATGTAGACGACT
4、TACTTATTGCGG-3Primer #2: 5-CCGCAATAAGTAAGTCGTCTACATACTGAAGGAGG-3在引物两端加5mer (斜体下划线处)，这样引物的GC含量为45.7%, L值为35,将这 两个数值带入Tm值计算公式，得到其Tm为80.952 (Tm=0.41x47.5-675/35+81.5),这样的 引物就可以用于突变实验了。五、突变所用聚合酶及 Buffer引物和质粒都准备好后，当然就是做PCR喽，不过对于PCR的酶和buffer，不能用平 时的，我们做PCR把整个质粒扩出来，延伸长度达到几个K,所以要用那些GC buffer或扩 增长片段的buffer，另
5、外，要用保真性能较好的PFU酶来扩增，防止引进新的突变。除了使用基因定点突变试剂盒，如Stratagene和塞百盛的试剂盒，但价格昂贵。可以使 用高保真的聚合酶，如博大泰克的金牌快速taq酶、Takara的PrimeSTARTMHS DNA polymerase。六、如何去掉PCR产物最简单的方法就是用DpnI酶，DpnI能够识别甲基化位点并将其酶切，我们用的模板一 般都是双链超螺旋质粒，从大肠杆菌里提出来的质粒一般都被甲基化保护起来(除非你用的 是甲基化缺陷型的菌株)，而PCR产物都是没有甲基化的，所以DpnI酶能够特异性地切割 模板(质粒)而不会影响PCR产物，从而去掉模板留下PCR产物，
6、所以提质粒时那些菌株 一定不能是甲基化缺陷株。DpnI 处理的时间最好长一点，最少一个小时吧，最好能有两三个小时，因为如果模板 处理得不干净，哪怕只有那么一点点，模板直接在平板上长出来，就会导致实验失败。七、如何拿到质粒直接把通过DpnI处理的PCR产物拿去做转化就行了，然后再筛选出阳性克隆，并提出 质粒，拿去测序，验证突变结果。八、图示PCR zHipIrfisdStp 1. Inducing mu-atlpn -PCR reaction -ijsin Muta-dlfecf1 -Jslng iutazym$tp X Ira nsformqllo n H -Jsir compater cc
7、Nidc re covering j九、定点突变操作步骤A诱导突变基因（PCR反应）以待突变的质粒为模板，用设计的引物及Muta-direct酶 进行PCR扩增反应，诱导目的基因突变。1. 设计点突变引物。 注参考引物设计指导2.准备模板质粒DN A注用dam+型菌株（例如DH5a菌株）作为宿主菌。在end+型菌株中常有克隆数低的现象，但是对突变效率没有影响。提取质粒 DNA 时我们建议您使用本公司的质粒提纯试剂盒。3.选项对照反应体系（50卩1反应体系）lOxReaction Buffer5g1pUC18 control plasmid (10ng/y1, total 20ng)2g1Con
8、trol primer mix (20pmo1/p1)2g1dNTP mixture (each 2.5mM)2g1dH0381Muta-direct Enzymelpl4.样品反应体系（50卩1反应体系）lOxReaction Buffer5y1Sample plasmid (10ng/pl, total 20ng)21Sample primer (F) (lOpmol/yl)lylSample primer (R) (10pmo1/y1)lyldNTP mixture (each 2.5mM)2yldH O238ylMuta-direct Enzyme1g15. PCR反应条件注按如下参数
9、设置PCR扩增条件。CyclesTemperatureReaction Time1cycle95 C30sec15cycle95 C30sec55 C1min72 C1min per plasmid Kb6. PCR扩增反应完成后冰育5分钟，然后置于室温(避免反复冻融)。注按下列提供的PCR条件进行扩增，控制PCR循环数。注意当突变点位点超过4个时会发生突变率降 低的现象。MutationCycles12Nucleotide15cycles3Nucleotides18cyclesB突变质粒选择PCR反应结束后使用MutazymeT酶消化甲基化质粒从而选择突变质粒DNA。1. 准备PCR反应产物
10、2. 加入 1卩1 (lOU/yl) MutazymeTM酶 37C温育 1 小时。注当质粒DNA用量过多时Mutazyme酶可能发生与样品反应不完全的现象。因此我们建议为了保证突 变率请严格遵照实验步骤进行操作。如果突变率低，可以适当延长反应时间或增加Mutazyme酶用量。C转化反应完毕后在质粒DNA上会产生缺口，当把这个质粒DNA转入E.coli中时请选择dam+型 菌株，例如DH5a。1. 将10卩1样品加到50卩1感受态细胞里，然后放置在冰上30分钟。2. 接下来可以参照一般的转化步骤进行。序列分析通常当 LB 平板上出白色菌落则表明发生了突变。为了证实这一结果，我们建议对白色单菌落进行测序分析。
