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基因工程步骤
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:3105    更新时间:2007/7/17
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基因工程的操作步骤

包括4步:获取目的基因、重组DNA、将拼好的DNA送入受体细胞并使之表达

基因工程一般包括四个方面的基本内容:一是取得符合人们的要求的DNA片段,这种DNA片段被为“目的基因”;二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA(质粒和病毒DNA称作载体);三是把重组DNA引入某种细胞(称为受体细胞);四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。DNA分子很小,其直径只有20埃,约相当于五百万分之一厘米,在它们身上进行“手术”是非常困难的,因此基因工程实际上是一种“超级显微工程”,对DNA的切割、缝合与转运,必须有特殊的工具。首先,要把所需基因——目的基因从供体DNA长链中准确地剪切下来。1968年,沃纳·阿尔伯博士、丹尼尔·内森斯博士和汉密尔·史密斯博士第一次从大肠杆菌中提取出了限制性内切酶能够在DNA上寻找特定的“切点”,认准后将DNA分子的双链交错地切断。人们把这种限制性内切酶称为“分子剪刀”。这种“分子剪刀”可以完整地切下个别基因。自70年代以来,人们已经分离提取了400多种“分子剪刀”,其中许多“分子剪刀”的特定识别切点已被弄清。有了形形色色的“分子剪刀”,人们就可以随心所欲地进行DNA分子长链的切割了。由于限制性内切酶的发现,阿尔伯、史密斯和内森斯共享1978年诺贝尔生理和医学奖。
DNA的分子链切开后,还得缝接起来以完成基因的拼接。1976年,科学们在5个实验室里几乎同时发现并提取出一种酶,这种酶可以将两个DNA片段连接起来,修复好DNA链的断裂口。1974年以后,科学界正式肯定了这一发现,并把这种酶叫作DNA连接酶。从此,DNA连接酶就成了名符其实的“缝合”基因的“分子针线”。只要在用同一种“分子剪刀”剪切的两种DNA碎片中加上“分子针线”,就会把两种DNA片段重新连接起来。
把“拼接”好的DNA分子运送到受体细胞中去,必须寻找一种分子小、能自由进出细胞,而且在装载了外来的DNA片段后仍能照样复制的运载体。
基因的理想运载工具是病毒和噬菌体,病毒不仅在同种生物之间,甚至可以在人和兔培养细菌细胞转移。还有一种理想的载体是质粒。质粒能自由进出细菌细胞,当用“分子剪刀”把它切开,再给它安装上一段外来的DNA片段后,它依然如故地能自我复制。因此,它是一种理想的运载体。有了限制性内切酶、连接酶及运载体,进行基因工程就如可以愿以偿了。
把目的基因装在运载体上,运载体将目的基因运到受体细胞是基因工程的最后一步。一般情况下,转化成功率为百万分之一。为此,遗传工程师们创造了低温条件下用氯化钙处理受体细胞和增加重组DNA浓度的办法来提高转化率。采用氯化钙处理后,能增大体细胞的细胞壁透性,从而使杂种DNA分子更容易进入。目的基因的导入过程是肉眼看不到的。因此,要知道导入是否成功,事先应找到特定的标志。例如我们用一种经过改造的抗四环素质粒PSC100作载体,将一种基因移入自身无抗性的大肠杆菌时,如果基因移入后大肠杆菌不能被四环素杀死,就说明转入获得成功了
文章录入:zhimakaimen    责任编辑:zhimakaimen 
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