基因文庫：是某種特定的生物所含有的能夠包含所有基因的足夠數目的克隆的集合。基因文庫是通過純化細胞總DNA，然后利用特定的限制性酶酶切產生能插入載體的片段，一般是λ替換載體、粘粒或者是YAC。

    對于植物、動物，所需要的克隆數很大，鑒定目的基因是一項艱巨的任務。對于這些生物體，可以使用細胞特異的cDNA文庫。cDNA文庫是將mRNA反轉錄成cDNA，插入載體中構建的文庫。

    每一個細胞都含有相同的基因，但不同細胞中有的基因是表達的， 而有的基因關閉。只有少量基因在所有的細胞類型中都表達，利用mRNA構建的基因文庫，只含有表達的部分基因。例如麩朊（醇溶朊），小麥中的一種營養蛋白，在正發育的種子中，以非常高的水平表達，大約占總mRNA的30%。

    克隆的鑒定方法

    篩選目的克隆最常用的方法是探針雜交法。

    探針是由目的基因的已知的信息決定的，有三種可能性：

    1） 目的基因在特定細胞中的豐度

    2） 基因所編碼的蛋白質或者部分序列

    3） 基因是一個基因家族中的一個

    利用同源探針篩選目的克隆

    任意的兩條單鏈核酸分子都有可能通過堿基配對結合，大部分的配對分子是不穩定的，因為只有少量的堿基配對。然而如果兩條鏈是互補的，大部分堿基可以配對形成穩定的分子。不僅DNA間可以配對，DNA 與RNA間也可以進行配對。因此可以使用同源探針篩選目的克隆。

    如果克隆的基因所編碼的蛋白已知。就可以利用遺傳密碼子預測相關基因的核苷酸序列，只有蛋氨酸和色氨酸無兼并密碼，其他的氨基酸至少有兩種密碼子。例如丙氨酸有四種密碼子，前兩位是相同的，GCA,GCT,GCC,GCG，只能正確的預測兩位的堿基。

    例如細胞色素C，從59號氨基酸的一段序列：Trp-Asp-Glu-Asn-Asn-Met，相應的DNA序列是TGG-GA(T/C)-GA(A/G)-AA(T/C)-AA(T/C)-ATG，在18個堿基中有14個是可以預測的。如果用來雜交的18核苷酸的序列有上千種可能的排列，很顯然不適合于合成探針。
    標記探針的方法有：

    缺刻平移（Nick translation）

    末端填充法（end-filling）

    隨機引物法(詳細見影音文件)

    雜交后通過放射自顯影顯示出來。放射性對操作者有害，而且廢物對環境有污染，因此產生了一些新的方法。一種是生物素標記法，利用利用抗生物素蛋白，可以產生熒光，這種方法與放射性的敏感度相同。另外一種方法是將DNA與山葵過氧化酶連接，通過酶的活性降解發光氨產生化學熒光，直接在普通的照相底片上顯示出來。

    菌落原位雜交

    雜交探針不僅可以鑒定細菌克隆也可以鑒定噬菌體形成的噬菌斑。

    首先將克隆或噬菌斑轉移到纖維素膜或尼龍膜上，去掉所有的殘留物，只留下DNA，這種處理同時導致了DNA變性，使雙鏈的氫鍵斷裂形成單鏈分子。通過80°C短時間處理，將DNA分子固定在膜上（纖維素膜）；對于尼龍膜需要進行紫外交聯，通過糖-磷酸中樞將分子連接到膜上。

    標記探針，加熱變性，加入到雜交膜上進行雜交，然后洗去未結合的探針，干燥，接合探針的位置就可以檢測出來。

    利用mRNA的豐度篩選cDNA文庫

    形成中的種子的cDNA文庫中，相當一部分克隆是gliadin基因。利用文庫中的所有單個cDNA克隆作為探針，隨機選取一個克隆，純化重組DNA分子，標記成探針，與剩余的克隆進行雜交，選取不同的克隆作探針，直到有一個探針能與文庫中的大部分克隆雜交，這種豐富的cDNA可能就是gliadin基因，然后進一步分析，通過測序，表達產物分析驗證。

    利用異源探針可以鑒定相關的基因

    不同生物控制同一蛋白的基因，有許多相同的序列，顯示了進化中的保守性。利用相關基因的保守序列可以將不同生物中的基因克隆出來。例如酵母中細胞色素C探針可以將其他生物中的細胞色素C基因鑒定出來。當然實驗條件需要調整，主要是降低退火的溫度。

    異源探針還可以鑒定同一生物中相關的基因。

    利用抗體篩選cDNA表達文庫

    除了雜交探針外，還可以選擇免疫學篩選。雜交探針直接鑒定克隆的DNA片段，而免疫學方法鑒定的是克隆基因所表達的蛋白質。

    a) 抗體

    如果蛋白質樣品注射進兔子體內，動物的免疫系統就會合成抗體結合、降解外來分子。在自然過程中，動物利用這種防御機制對付細菌、病毒和其他藥品的入侵。

    當一種蛋白進入兔子體內，其血液中的抗體在隨后的幾天時間內保持較高的濃度，可以獲得大量的純化的抗體。

    b) 利用純化的抗體檢測重組克隆中的蛋白

    重組克隆轉到聚乙烯膜上，裂解細胞，添加含有抗體的溶液，抗體本身是經過標記的，聚乙烯膜也要經過含有標記過的蛋白A溶液的沖洗，這樣細菌的蛋白就會特異的結合到利用抗體制備的免疫球蛋白上。可以用放射性標記也可以利用產生熒光或化學光的非放射性標記。

    c) 基因表達的問題

    免疫檢測依賴于克隆基因的表達，然而一種生物的基因在不同的生物中可能不表達。特別是動物或植物（葉綠體除外）的基因在大腸桿菌中表達的可能性極小。

    可以利用特殊的載體，稱為表達載體來解決這一問題，表達載體是為在細菌細胞中啟動克隆的基因表達而設計的。將動物基因克隆到表達載體，然后重組到E. coli中進行免疫篩選是非常有效的，已經獲得了多個重要的激素基因。