基因文库

在分子生物学中，库是一个DNA片段的集合，通过分子克隆的过程在微生物群体中储存和繁殖。有不同类型的DNA文库，包括cDNA文库（由反转录的RNA形成）、基因组文库（由基因组DNA形成）和随机突变体文库（由加入替代核苷酸或密码子的新基因合成形成）。

DNA文库技术是目前分子生物学、基因工程和蛋白质工程的主流，这些文库的应用取决于原始DNA片段来源。克隆载体和文库制备技术存在差异，但一般来说，每个DNA片段都被xxx地插入到克隆载体中，然后将重组DNA分子库转移到细菌（细菌人工染色体或BAC库）或酵母的群体中，这样每个生物体平均包含一个构建体（载体+插入物）。随着生物群的培养，其中包含的DNA分子被复制和繁殖（因此被克隆）。

可以指一个生物群体，其中每个生物都携带一个插入克隆载体的DNA分子，或者指所有克隆载体分子的集合。

cDNA库代表了从一个特定的来源（可以是一个细胞集合，一个特定的组织，或整个生物体）通过使用逆转录酶将其转换回DNA模板而纯化的mRNA样本。因此，它代表了在mRNA纯化时的生理、发育或环境条件下，在该特定来源中被积极转录的基因。cDNA文库可以使用促进全长克隆的技术或在产生用于识别表达序列标签的较短片段的条件下生成。

cDNA文库在逆向遗传学中很有用，但它们只占特定生物体整体基因组的非常小的一部分（小于1%）。

cDNA库的应用包括。

• 发现新基因
• 克隆全长cDNA分子用于体外培养。用于基因功能体外研究的全长cDNA分子
• 研究在不同细胞或组织中表达的mRNA的复制体
• 研究不同细胞或组织中的替代剪接

基因组文库是一组克隆，它们共同代表了某一生物体的整个基因组。组成基因组库的克隆数量取决于（1）有关基因组的大小和（2）特定克隆载体系统所能容忍的插入大小。对于大多数实际目的来说，基因组DNA的组织来源并不重要，因为人体的每一个细胞几乎都含有相同的DNA（有一些例外）。

基因组库的应用包括。

• 确定特定生物体的完整基因组序列（见基因组计划）
• 作为基因组序列的来源，通过基因工程产生转基因动物
• 研究体外调节序列的功能
• 研究癌症组织的突变

与上述库类型相比。存在各种人工方法来制作突变体基因库。整个基因的变异可以通过容易出错的PCR、通过将相似基因的部分重组在一起的DNA洗牌或基于转座子的方法随机引入。另外，一个或多个基因的点突变体可以通过在自发合成或饱和诱变过程中针对特定密码子的突变以可控的方式构建。这导致了代表原始基因变体的双链DNA分子的混合。

然后可以对这些库中表达的蛋白质进行筛选，以获得表现出有利特性（如稳定性、结合亲和力或酶活性）的变体。这使得创建基因变体和筛选表达产物的循环可以在一个定向进化过程中重复进行。

如果创建一个mRNA文库（即用cDNA克隆），有几种可能的方案来分离全长mRNA。要从基因组DNA（也称为gDNA）文库中提取DNA，DNA的miniprep可能是有用的。

cDNA文库需要注意确保mRNA的全长克隆被捕获为cDNA（以后将被插入载体）。为此，已经设计了一些协议来优化第1条cDNA链和第2条cDNA链的合成，同时也能有针对性地克隆到载体中。