基因工程的基本内容
六. 基因操作的基本步骤
(一)取目的基因
目的基因:是人们所需要的特定基因
苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
植物的抗病(抗病毒、抗细菌)基因
种子的贮藏蛋白的基因
人的胰岛素基因、干扰素基因等
主要途径:① 从供体细胞的dna中直接分离基因 ② 人工合成基因。
1. 直接分离基因:最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”。
具体操作:供体细胞中的dna 切成许多片段 重组dna
受体细胞(大量复制) 基因扩增 分离含有目的基因的细胞 把带有目的基因的dna片段分离出来
优点:操作简便
缺点:
① 工作量大,具有一定的盲目性
② 真核细胞的基因含有不表达的dna片段,不能直接用于基因的扩增和表达
主要应用:如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。
2. 人工合成基因:
(1)逆转录法
以目的基因转录成的信使rna为模板,反转录成互补的单链dna,然后在酶的作用下合成双链dna,从而获得所需要的基因。
目的基因mrna 单链dna 双链dna(目的基因序列)
(2)化学合成法
根据已知的蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使rna序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出它的结构基因的核苷酸序列,再通过化学方法,以单核苷酸为原料合成目的基因
蛋白质氨基酸序列 mrna序列 dna序列 目的基因
优点:目的性强,比较容易获得真核基因序列
缺点:操作技术性强,不容易获取,基因表达不容易控制
主要应用:如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。
重要发展:dna序列自动测序仪对提取出来的基因进行核苷酸序列分析,扩增dna技术(也叫pcr技术),使目的基因在短时间内成百万倍地扩增。
a. 目的基因与运载体结合
b. 将目的基因导入受体细胞
常用受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
主要手段:借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
质粒 细菌 目的基因扩增
感受态细胞:能够接受外源dna的细胞
将细菌用氯化钙处理,以增大细菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒易进入受体细胞。
c. 目的基因的检测和表达
1. 转基因结果:
① 在全部受体细胞中,真正能够摄入重组dna分子的受体细胞很少
② 重组dna转移成功的受体细胞不一定能够表达
③ 必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。
2. 检测的方法
(1)抗性监测:
(2)性状检测:
受体细胞是否表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程。