营养缺陷互补法筛选

若宿主细胞属于某一营养缺陷型，则在培养这种细胞时的培养基中必须加入该营养物质后，细胞才能生长。如果重组后进入这种细胞的外源DNA中除了含有目的基因外再插入一个能表达该营养物质的基因，就实现了营养缺陷互补，使得重组细胞具有完整的代谢能力，培养基中即使不加该营养物质也能生长。如宿主细胞有的缺少亮氨酸合成酶基因，有的缺少色氨酸合成酶基因，通过选择性培养基，就能将重组子从宿主细胞中筛选出来。这种筛选方法就称为营养缺陷互补法。

β-半乳糖苷酶显色反应就是一种利用宿主细胞和重组细胞中β-半乳糖苷酶活性有无，表现出营养缺陷互补，从而能以直观的显色检测方法进行重组子筛选的常用方法。若pUC 质粒载体含有β-半乳糖苷酶基因（lac Z'）的调节片段，具有完整乳糖操纵子的菌体能翻译β-半乳糖苷酶（z），如果这个细胞带有未插入目的DNA的pUC19质粒，当培养基中含有 IPTG时，lac I的产物就不能与lac Z'的启动子区域结合，因此，质粒的lac Z'就可以转录和翻译，产生的lac Z蛋白会与染色体DNA编码的一个蛋白形成具有活性的杂合β-半乳糖苷酶，当有底物5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（x-gal）存在时，x-gal会被杂合的β-半乳糖苷酶水解形成蓝色的产物，即那些带有未插入外源DNA片段的pUC19质粒的菌落呈蓝色。如果pUC19质粒中插入了目的DNA片段，就破坏了lac Z'的结构，导致细胞无法产生功能性的Lac Z蛋白，也就无法形成杂合β-半乳糖苷酶，因而菌落是白色的。据此可以根据菌落的颜色，筛选出含目的基因的重组体。这一方法大大简化了在这种质粒载体中鉴定重组体的工作。

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