การประกอบแบบกิบสันเป็น วิธี การโคลนนิ่งระดับโมเลกุลที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อ ชิ้นส่วน DNA หลายชิ้นเข้า ด้วยกันในปฏิกิริยาเดียวที่อุณหภูมิคงที่ วิธีนี้ตั้งชื่อตามผู้คิดค้นคือ แดเนียล จี. กิบสัน ซึ่งเป็นประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีและผู้ร่วมก่อตั้ง บริษัท ชีววิทยาเชิงสังเคราะห์ Telesis Bio เทคโนโลยีนี้มีประสิทธิภาพมากกว่า วิธี การรวมยีน พลาสมิดแบบแมนนวล แต่ยังคงมีราคาแพงเนื่องจากยังอยู่ภายใต้สิทธิบัตร^{[ 1 ] [ 2 ]}

ปฏิกิริยาการประกอบ Gibson ทั้งหมดต้องการส่วนประกอบเพียงไม่กี่ชิ้นและมีการจัดการเพียงเล็กน้อย^{[ 3 ]}

วิธีการนี้สามารถรวมชิ้นส่วน DNA ได้พร้อมกันถึง 15 ชิ้น โดยอาศัยความเหมือนของลำดับเบส โดย ชิ้นส่วน DNAเหล่านั้นจะต้องมีส่วนที่ซ้อนทับกันประมาณ 20-40 คู่เบสกับชิ้นส่วน DNA ที่อยู่ติดกัน จากนั้นจึงนำชิ้นส่วน DNA เหล่านั้นมาผสมกับเอนไซม์สามชนิด พร้อมกับส่วนประกอบบัฟเฟอร์อื่นๆ

เอนไซม์ที่จำเป็นทั้งสามชนิด ได้แก่เอ็กโซนิวคลีเอส , ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสและดีเอ็นเอไลเกส

• เอ็กโซนิวคลีเอสจะกัดกิน DNA จากปลาย 5' จึงไม่ยับยั้งกิจกรรมของพอลิเมอเรสและทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ในกระบวนการเดียว^{[ 3 ]}บริเวณสายเดี่ยวที่เกิดขึ้นบนชิ้นส่วน DNA ที่อยู่ติดกันสามารถเชื่อมต่อกันได้
• เอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจะนำนิวคลีโอไทด์มาเติมเต็มช่องว่างต่างๆ
• เอนไซม์ดีเอ็นเอไลเกสจะเชื่อมต่อดีเอ็นเอส่วนที่อยู่ติดกันด้วยพันธะโควาเลนต์ ซึ่งจะช่วยขจัดรอยแตกหรือรอยบิ่นใดๆ ในดีเอ็นเอ

ผลลัพธ์ที่ได้คือชิ้นส่วน DNA ที่แตกต่างกันหลายชิ้นเชื่อมต่อกันเป็นหนึ่งเดียว โดยอาจประกอบเป็นโมเลกุลแบบเส้นตรงหรือแบบวงกลมปิดก็ได้

การประกอบดีเอ็นเอแบบ Gibson มีสองแนวทาง ได้แก่ วิธีขั้นตอนเดียวและวิธีสองขั้นตอน ทั้งสองวิธีสามารถทำได้ในภาชนะปฏิกิริยาเดียว วิธีการประกอบดีเอ็นเอแบบ Gibson ขั้นตอนเดียวช่วยให้สามารถประกอบชิ้นส่วนดีเอ็นเอได้มากถึง 5 ชิ้นโดยใช้ กระบวนการ อุณหภูมิคงที่ ในขั้นตอนเดียว ในวิธีนี้ ชิ้นส่วนดีเอ็นเอและเอนไซม์ผสมจะถูกรวมเข้าด้วยกัน และส่วนผสมทั้งหมดจะถูกบ่มที่อุณหภูมิ 50 °C นานถึงหนึ่งชั่วโมง สำหรับการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นที่มีชิ้นส่วนดีเอ็นเอมากถึง 15 ชิ้น หรือสำหรับโครงสร้างที่รวมชิ้นส่วนดีเอ็นเอตั้งแต่ 100 bp ถึง 10 kb จะใช้วิธีการประกอบดีเอ็นเอแบบ Gibson สองขั้นตอน ปฏิกิริยาสองขั้นตอนต้องมีการเติมเอนไซม์ผสมสองครั้งแยกกัน ปฏิกิริยาหนึ่งใช้สำหรับขั้นตอนเอ็กโซนิวคลีเอสและการจับคู่ ในขณะที่อีกปฏิกิริยาหนึ่งใช้สำหรับขั้นตอนดีเอ็นเอพอลิเมอเรสและการเชื่อมต่อ สำหรับวิธีการสองขั้นตอน จะใช้อุณหภูมิการบ่มที่แตกต่างกันในการดำเนินการประกอบ

วิธีการประกอบดีเอ็นเอแบบกิบสันมีข้อดีหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับการโคลนนิ่งดีเอ็นเอลูกผสมโดยใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะ/การเชื่อมต่อแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น

• ไม่ จำเป็นต้องย่อยชิ้นส่วน DNA ด้วยเอนไซม์จำกัดหลังจากการทำ PCR อย่างไรก็ตาม เวกเตอร์หลักสามารถย่อยหรือสังเคราะห์ขึ้นใหม่ได้ด้วยวิธี PCR
• วิธีการนี้ประหยัดกว่าและเร็วกว่าวิธีการโคลนนิ่งแบบดั้งเดิม เนื่องจากใช้ขั้นตอนและสารเคมีน้อยกว่า
• ไม่มีร่องรอยการตัดของเอนไซม์จำกัดเหลืออยู่ระหว่างชิ้นส่วน DNA สองชิ้น แต่บริเวณระหว่างสายคู่และปลายที่ยื่นออกมานั้นมีความเสี่ยงต่อการกลายพันธุ์เล็กน้อยเมื่อเอนไซม์ DNA polymerase ปิดช่องว่าง
• สามารถรวมชิ้นส่วน DNA ได้มากถึง 5 ชิ้นพร้อมกันในปฏิกิริยาหลอดเดียว โดยใช้เอนไซม์ผสมหลักแบบขั้นตอนเดียว
• สามารถรวมชิ้นส่วนได้มากถึง 15 ชิ้นพร้อมกันโดยใช้ปฏิกิริยาสองขั้นตอน ในวิธีการสองขั้นตอน ขั้นตอนการใช้เอนไซม์เอ็กโซนิวคลีเอสและการเชื่อมต่อจะทำเป็นอันดับแรก ตามด้วยการเติมเอนไซม์ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสและไลเกสในขั้นตอนที่สอง
• วิธีการประกอบแบบกิบสันยังสามารถใช้สำหรับการกลายพันธุ์เฉพาะจุดเพื่อสร้างการกลายพันธุ์เฉพาะที่ เช่น การแทรก การลบ และการกลายพันธุ์แบบจุดได้ อีกด้วย

• การโคลนนิ่งแบบ Golden Gateเป็นอีกวิธีหนึ่งในการโคลนนิ่งชิ้นส่วน DNA หลายชิ้น โดยใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะชนิด IIS

• คู่มือการประกอบแบบ Gibson จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร
• เครื่องมือออกแบบ Gibson Assembly Primer ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 30 มีนาคม 2022 ที่Wayback Machine
• เครื่องมือออกแบบไพรเมอร์สำหรับการกลายพันธุ์แบบกำหนดตำแหน่งประกอบของ Gibson
• การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของโครงสร้างการประกอบแบบกิบสัน
• Perkel, Jeffrey M. (มกราคม 2014). "การเขียนคู่มือการโคลนนิ่งในห้องปฏิบัติการใหม่ได้อย่างราบรื่น"ข่าวเทคโนโลยี. เทคนิคชีวภาพ . 56 (1): 12– 14. doi : 10.2144/000114121 . PMID  24447134 . Gibson กล่าวว่าเขาไม่สนใจการโคลนนิ่งโดยใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะมาตรฐานในห้องปฏิบัติการของเขาอีกต่อไปแล้ว