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重组DNA技术

2020-01-12     来源:未知         内容标签:重组,DNA,技术,一,、,重组,DNA,技术,的,概述,

导读:一、重组DNA技术的概述 (一) 重组 DNA 技术的相关概念 自然界基因转移和重组重组DNA技术是在人们对自然界基因转移和重组的认基 础上创立的新技术。自然界基因转移伴发重组有几种形

一、重组DNA技术的概述
(一) 重组DNA技术的相关概念
  1. 自然界基因转移和重组重组DNA技术是在人们对自然界基因转移和重组的认基 础上创立的新技术。自然界基因转移伴发重组有几种形式:位点特异的重组、同源重组及转座 重组。依赖整合酶、在两个DNA序列的特异位点间发生的整合称位点特异的重组。发生在 同源序列间的重组称为同源重组,又称基本重组。而转座重组即某些基因从一个位置移动到 另一位置。
  2. 重组DNA技术细菌的基因转移包括接合作用、转化作用、转导作用等。当细胞与细 胞、或细菌通过菌毛相互接触时,质粒DNA从一个细胞转移至另一细胞,这种类型的DNA转 移称为接合作用。通过自动获取或人为地供给外源DNA,使细胞或培养的受体细胞获得新的 遗传表型,这就是转化作用。由病毒携带、将宿主DNA片段从一个细胞转移至另一细胞的现 象或机制,称为转导作用。在接合、转化、转导或转座过程中,不同DNA分子间发生的共价连 接即为重组。
所谓克隆就是来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。获取同一拷贝的过程称为克隆 化,也就是无性繁殖。为研究基因的结构与功能,从构建的基因组DNA文库或cDNA文库分 离、扩增某一感兴趣的基因就是基因克隆或分子克隆,又称重组DNA技术。
(二) 基因工程基本原理
一个完整的基因克隆过程应包括:目的基因的获取、克隆基因载体的选择与改造、目的基 因与载体的连接、重组DNA分子导人受体细胞、筛选出含感兴趣基因的重组DNA转化细胞。
实现上述过程需要一些重要的工具酶,如限制性内切核酸酶及连接酶等。限制性内切核 酸酶是一类识别DNA特异序列的内切核酸酶。需利用序列特异的限制性核酸内切酶在准确 的位置切割DNA,使较大的DNA分子成为一定大小的DNA片段;构建重组DNA分子时,必 须在DNA连接酶催化下才能使DNA片段与克隆载体共价连接。此外,还有一些工具酶也都 是重组DNA时所必不可少的。
  1. 目的基因的获取外源基因又称目的基因,其来源有几种途径:化学合成,酶促合成 cDNA,制备的基因组DNA及PCR技术。将外源基因连接到复制子上,构建嵌合DNA,外源 基因即可作为复制子的一部分在宿主细胞复制。细菌质粒、噬菌体和一些病毒DNA均可被 改造成基因克隆的载体。分离的克隆cDNA或基因与适当表达载体连接后可实现目的基因 在E. cU或其他表达体系的表达。.
  2. 基因载体的选择与构建可作为基因载体的DNA分子有质粒DNA、噬菌体DNA和 病毒DNA,它们经适当改造后仍具有自我复制能力,或兼有表达外源基因的能力。
  3. 外源基因与载体的连接将外源DNA与载体DNA连接在一起,即DNA的体外重 组。这种连接方式有:黏性末端连接、平端连接和人工接头连接等。
  4. 重组DNA导人宿主细胞外源DNA(含目的DNA)与载体在体外连接成重组DNA 分子(嵌合DNA)后,需将其导人宿主细胞。随受体细胞生长、增殖,重组DNA分子得以复 制、扩增。

  1. 重组体的筛选鉴定哪一菌落或噬菌斑所含重组DNA分子确实带有目的基因,即可 得至
  2. 克隆基因的表达克隆基因可以在原核或真核表达体系中进行表达,获得所需要的蛋 白质。
二、基因工程与医学
(―)疾病相关基因的发现
根据克隆基因的定位和性质研究所提供的线索,可进一步确定克隆的基因在分子遗传病 中的作用。因此,一个疾病相关基因的发现不仅可导致新的遗传病的发现,而且对遗传病的诊 断和治疗都是极有价值的。
{二)生物制药
在基因功能、基因克隆研究基础上,构建适当的表达体系表达有生物活性并有药用价值的 蛋白质、多肽;再经过科学的动物实验、严格的临床试验和药物审查,发展为新药物。
(三) DNA诊断
DNA诊断也称基因诊断,目前已发展成为一门独具特色的诊断学科。DNA诊断是利用 分子生物学及分子遗传学的技术和原理,在DNA水平分析、鉴定遗传性疾病所涉及基因的置 换、缺失或插入等突变。
(四) 基因治疗
基因治疗是指向有功能缺陷的细胞导入具有相应功能的外源基因,以纠正或补偿其基因 缺陷,从而达到治疗的目的。基因治疗包括体细胞基因治疗和性细胞基因治疗。