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什么是感受態？
感受態細胞（competent cell）：是指受體（宿主）細胞最易接受外源DNA片段并實現其轉化的一種生理狀態。主要原理是通過處理使細胞的通透性變大（細胞膜表面出現一些孔洞），便于外源基因或載體進入感受態細胞，在感受態細胞中得到復制擴增，得到多個拷貝的外源基因或載體。
感受態的分類
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根據不同實驗目的，感受態細胞來源有原核受體細胞（大腸桿菌G-、乳酸菌G+、枯草桿菌G+等 ）和真核受體細胞（酵母菌、動植物、昆蟲等）。大腸桿菌作為構建普通質粒、病毒載體和各種文庫以及異源蛋白表達的重要工具，其相應的感受態在分子克隆實驗與蛋白表達實驗中是極其重要的。
不同感受態的區別是什么呢？
目前市面上的大腸桿菌細胞種類相當多，其都是為了特定的目的而構建的，比如：高速生長/分裂，高通量克隆，普通克隆等。那不同的感受態之間的區別是什么呢？答案是基因型（即感受態的身份正），不同基因型的大腸桿菌可以滿足不同的實驗目的。
感受態說明書的基因型部分寫的recA，deoR，lacZ，DE3，pLysS都代表什么意義呢？今天小翌根據幾個方向的實驗目的給大家介紹一些常見的基因型以及意義。
1、提高外源質粒的完整性和穩定性
基因型 | 意義 |
recA | recA基因表達ATP依賴型DNA重組酶，其缺陷型可以降低DNA重組（recombination）的概率。 |
dam/dcm | 消除宿主對腺嘌呤（Adenine）和胞嘧啶（Cytosine）的甲基化。幫助某些外源質粒復制，易于得到非甲基化的質粒。 |
endA | 對非特異性限制酶（Non-specific Endonuclease I）進行基因敲除（Knock-out），以減少限制酶的活性，進而降低對外源DNA的剪切，提高外源質粒的數量和質量。 |
mcrA/mcrBC /mrr | 大腸桿菌防御系統中最要的組成部分，可以識別外源序列，基因突變后，宿主對部分外源質粒的防御缺失，可以用于基因組DNA或者甲基化cDNA的克隆。 |
hsdR/hsdS | 連個基因分別編碼型限制酶EcoK或EcoB 的R亞基（限制酶）、M亞基(甲基化酶)。 HsdR基因的變異導致菌株細胞內的EcoK或EcoB活性缺失，hsdS基因的變異使hsdR和hsdM不能正確識別其作用的特異DNA序列，可以保證外源DNA的穩定性。 |
2、提高轉化效率
基因型 | 意義 |
deoR | 去除某些調控基因，使得用于脫氧核糖生成的基因得到大量表達。使得超長質粒得以完整復制，提高轉化效率。 |
hee | 在電穿孔的過程中，改造過的細胞表現出更強的存活率。 |
3、代謝相關基因型
基因型 | 意義 |
lacZ | lacZ基因是大腸桿菌中lac操縱子的結構基因，表達β-半乳糖苷酶，分解乳糖為半乳糖苷。lacZ基因的變異或缺失將直接導致β-半乳糖苷酶活性缺失，細胞在只有乳糖作為碳源的培養基中不能生長，由此可以進行菌株的篩選和純化。 |
lacZM15 | lacZM15是β-半乳糖苷酶α中的一段，當M15缺失（△M15）時lacZ不能表達β-半乳糖苷酶沒有活性。當帶有lacZ（α片段）基因的lac操縱子通過載體（如pUC57）轉化到 lacZ△M15基因型的細胞時在有IPTG存在的情況下，β-半乳糖苷酶表現出活性,它能分解X-gal，使其呈現藍色。因此可以通過平板上的藍白菌落進行克隆體的鑒定。 |
gal | 大腸桿菌K12株中通常出現的基因型是galK和galT，由于這兩種基因的變異使細胞不能直接利用半乳糖作為碳源。因此通過在最小培養基中添加半乳糖與否，進行菌株篩選和基因型確認。 |
ara | ara基因表達阿拉伯糖代謝所需的各種酶，ara基因的變異，使細胞不能利用阿拉伯糖進行能量代謝，可以利用此特性進行菌株篩選。 |
xyl | xyl基因包含xylA、xylB、xylR三種基因。xyl基因的變異使細胞不能以木糖作為碳源進行能量代謝。 |
4、不同的蛋白表達機制
基因型 | 意義 |
DE3 | T7 RNA聚合酶的基因被重組到大腸桿菌細胞的基因組里，用于T7 promoter調控的蛋白表達。 |
pLysS | 攜帶T7 lysozyme（溶菌酶），用于摧毀T7 RNA polymerase。調控T7 promoter蛋白表達系統。 |
lon | lon基因表達ATP依賴型蛋白酶，它對外源蛋白質具有特異性的分解作用。lon基因的變異或缺失，對保持重組蛋白的穩定是非常有利的。 |
lacIq | 變異的LacI基因，導致lac repressor的大量表達，因此更嚴格地調控lac promoter。 |
ompT | ompT基因表達特異性的外膜蛋白酶，它特異性地分解與細胞膜結合的含鐵腸菌素受體蛋白。ompT基因的變異使膜結合性蛋白分解酶活性缺失，有利于融合蛋白的表達。 |
gor | 表達谷胱甘肽還原酶，其基因突變或缺失可以提高形成二硫鍵的能力，有利于富含二硫鍵的蛋白表達。 |
以上是眾多細胞基因型中的一小部分，還有很多不常見的變異菌株，可適用于更加特殊的實驗目的，小翌就不過多介紹了。
對于感受態的選擇，小翌給大家介紹下幾種常見的大腸桿菌感受態及其應用方向。
菌株 | 特點 | 用途 |
DH5α | 一種常用于質粒克隆的菌株。缺失核酸內切酶 (endA)，提高了質粒DNA的產量和質量；重組酶缺陷型(recA)減少插入片段的同源重組概率，保證了插入DNA 的穩定性；lacZΔM15的存在使 DH5α可用于藍、白斑篩選。 | 構建克隆， 質粒提取， 藍白斑篩選。 |
TOP | TOP生長速度快 (比DH5α快)，10小時可見克隆，recA1和endA1的突變有利于插入DNA的穩定和高純度質粒DNA的提取。 | 構建克隆， 質粒提取， 藍白斑篩選。 |
BL21（DE3） | 用于以 T7 RNA 聚合酶為表達系統的高效蛋白表達宿主。可同時表達T7 RNA 聚合酶和大腸桿菌 RNA 聚合酶，用于 pET 系列，pGEX，pMAL 等質粒的蛋白表達。 | 非毒性蛋白的表達。 |
訂購信息
產品名稱 | 產品貨號 | 產品規格 |
TOPChemically Competent Cell Top化學感受態細胞 | 11801ES80 | 10×100 μl |
DH5α Chemically Competent Cell DH5α化學感受態細胞 | 11802ES80 | 10×100 μl |
BL21 (DE3) Chemically Competent Cell BL21 (DE3)化學感受態細胞 | 11804ES80 | 10×100 μl |
