转基因技术知识
转基因技术的理论基础来源于进化论衍生来的分子生物学。那么你对转基因技术了解多少呢?以下是由小编整理关于转基因技术知识的内容,希望大家喜欢!
转基因技术目的
(1)提取目的基因 从生物有机体复杂的基因组中,分离出带有目的基因的DNA片段,或者人工合成目的基因,或从基因文库中提取相应的基因片段和PCR技术进行目的基因的增殖。
(2) 将目的基因与运载体结合 在细胞外, 将带有目的基因的DNA片段通过剪切、粘合连接到能够自我复制并具有多个选择性标记的运输载体分子(通常有质粒、T4噬菌体、动植物病毒等)上, 形成重组DNA分子。
(3) 将目的基因导入受体细胞 将重组DNA分子注入到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞) ,将带有重组体的细胞扩增,获得大量的细胞繁殖体。
(4) 目的基因的筛选 从大量的细胞繁殖群体中,通过相应的试剂筛选出具有重组DNA分子的重组细胞。
(5) 目的基因的表达 将得到的重组细胞,进行大量的增殖,得到相应表达的功能蛋白,表现出预想的特性,达到人们的要求。
转基因主要分类
转基因过程按照途径可分为人工转基因和自然转基因,按照对象可分为植物转基因技术、动物转基因技术和微生物基因重组技术。
人工转基因
将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术(Transgene technology)。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。如今,改变动植物性状的人工技术往往被称为转基因技术(狭义),而对微生物的操作则一般被称为遗传工程技术(狭义)。
经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”(Genetically modified organism,简称GMO)。
自然转基因
不是人为导向的,自然界里动物、植物或微生物自主形成的转基因现象,例如慢病毒载体 里的乙型肝炎病毒DNA整合[7] 到人精子细胞染色体上、噬菌体将自己DNA的插入到溶源细胞DNA上,农杆菌 和 花椰菜花叶病毒(CMV)等。
植物转基因
植物转基因是基因组中含有外源基因的植物。它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种,如玉米稻 、北极鳄梨、[8] 转基因三倍体毛白杨。而且可用转基因植物或离体培养的细胞,来生产外源基因的表达产物,如人的生长激素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。
动物转基因
动物转基因就是基因组中含有外源基因的动物。它是按照预先的设计,通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵,再以生殖工程技术,有可能育成转基因动物。
通过生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等基因转移,可能育成生长周期短,产仔、生蛋多和泌乳量高,转基因超级鼠比普通老鼠大约一倍。生产的肉类、皮毛品质与加工性能好,并具有抗病性,已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。
但由于转基因动物受遗传镶嵌性和杂合性的影响,其有性生殖后代变异较大,难以形成稳定遗传的转基因品系。因而,尝试将外源基因导入线粒体,再送入受精卵中,由于线粒体的细胞质遗传,其有性后代可能全都是转基因个体,从而解决这一问题。
微生物重组
在所有转基因技术中,以微生物基因重组技术应用最为宽泛和常见。
与动植物不同的是,微生物重组技术通常需要用到专门的重组基因载体——质粒。质粒是一种细胞质遗传因子,因此具有不稳定的遗传特性。但相比于动植物,微生物[9] 重组技术具有周期短、效果显著、控制性强的特点,因而广泛应用于生物医药和[10] 酶制剂行业。经过多年的理论奠基,现已在微生物领域中开发出酵母表达系统、大肠杆菌表达系统和丝状真菌表达系统,其中毕赤酵母表达系统和大肠杆菌表达系统最受欢迎,具有表达效率高(外源蛋白占细胞总蛋白的10%至40%)、生产成本低的特点,一般常见的诸如胰岛素、白细胞介素、α-高温淀粉酶、重组人p53腺病毒注射液、啤酒酵母乙肝疫苗、抗生素、饲料用木聚糖酶、壳聚糖酶等都由这两种表达系统生产的。