无细胞系统是利用细胞提取物（而不是细胞）进行*转录和翻译的系统。一个无细胞*表达系统主要包括三个部分：细胞提取物，酵母蛋白质提取，反应混合液，以及核酸模板
1.细胞提取物：从细胞中提取的物质，主要包含核糖体、rna聚合酶、其他转录和翻译蛋白（比如σ因子、起始因子和延伸因子），以及用于能量代谢的酶和辅因子。在有些菌株的提取物中，可能*了蛋白酶和核酸酶的活性。
2.反应混合液：包含蛋白质合成所需的一些原料，如氨基酸、核苷酸、盐离子（如铵盐、镁、钾）、能源（糖类、*肌酸等）、拥挤*（crowding agents）、代谢辅因子（辅酶a、nad）、缓冲液、trna以及其他代谢添加剂等。
3.核酸模板：可以是质粒dna或pcr产物线装dna，浓度通常在1-20 nm。
无细胞系统一般的反应体积为10微升，但是根据其实际应用，反应体系可以从10^(-15)到10^3变化。在开始反应时，将三种组分在16-37℃下孵育，蛋白质合成将在1-24h内进行。
蛋白质分子伴侣（molecular chaperones)是蛋白质合成过程中形成空间结构的控制因子，广泛存在于从*到人的细胞中。分子伴侣新生肽链的折、加工租穿膜进大细胞器的转位过程中起关键作用。它们有些结合在多肽链上防止肽链降解或其侧链非特异聚集；有些则可引导某些肽链正确折叠并集合多条肽链成为较大的结构。
分子伴侣结合并稳定其靶蛋白质的能力具有特异性，并依赖于atp水解。例如热激蛋白（heat shock protein)就是分子伴侣的一个家族。因加热时可在许多细胞中被诱导出来而得名。热激蛋白源于细胞内源性保护蛋白质。另外，分子伴侣还可以是核酸、磷脂、核糖体及一些小分子物质。
无细胞蛋白质合成系统（the cell-free protein synthesis system）是一种以外源mrna或dna为模板，在细胞抽提物的酶系中补充底物和能量来合成蛋白质的体外系统。与传统的体内重组表达系统相比，体外无细胞合成系统具有多种优点，如可表达对细胞*1害作用或含有非天然氨基酸(如d-氨基酸)的特殊蛋白质，能够直接以pcr产物作为模板同时平行合成多种蛋白质，开展高通量药1物筛选和蛋白质组学的研究。
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