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不同基因表达载体的优缺点 孟凡顺.pdf

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黑河学院物理化学系专业技能大赛:论文类

不同基因表达达载体的优缺点

理化系生物技术班孟凡顺

进入21世纪以来,基因工程的发展越来越快,也越来越完整,

作为新世纪生物科学前沿,基因工程的快速发展也大大的刺激了

人们对科学知识的向往,走进基因工程,我们发现在基因工程的

四大步骤,目的基因的获取,基因表达载体的构建,将基因表达

载体打入受体细胞以及目的基因的监测与鉴定,这其中最重要的

是也是最繁琐的莫过于第二步基因表达载体的构建,而在基因表

达载体的构建这一过程中,最重要的无疑就是目的基因导入受体

细胞,将目的基因导入受体细胞的关键就是运载体的选择,在这

里,我们要对运载体的种类进行介绍。

首先我们要知道什么东西可以作为运载体,作为运载体又有哪

些特征?

首先,作为运载体的物质它必须可以进行自我复制,这样才可

以在它与外源基因融合后,独立在宿主细胞中复制繁殖,其次有

至少一个在融合外源基因后仍未被破坏的遗传表型,这便于将载

体导入受体细胞后的识别与筛选,通常表现在为抗性与显色表型

反应等,再次,载体上至少有一个限制性核酸内切酶的单一识别

位点,这样方便了外源基因的插入,最后,要有适当的拷贝数,

理论上在一定范围内,拷贝数量越多,越利于载体的制备,所有

的基因工程中的表达载体都必须具有以上四个条件。

在这里,我介绍三种载体。

1质粒载体

质粒载体是基因工程中最常用的载体之一,它源于细菌,是一

种源于染色体外却可以自由复制的小型环状DNA,大小在

1~200Kb之间,质粒通常含有一些编码对细菌有利生存的基因

也含有抗生素的抗性基因,经科学家多年的努力,人们终于对一

些质粒的生物学特征有了一些了解,进行了比较详尽的研究,比

如F质粒那F基因或性质粒,R质粒即抗性因子和col质粒即大

肠杆菌因子。

其实,一个质粒就是一个复制子,复制子往往有宿主专一性,但

奇怪的是,人们也发现了可以在两种不同宿主内复制的复制子,

即可构建的穿梭载体,这种新型载体的发现,大大的推进了克隆

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技术的发展,因为这种载体可以运载基因,在两种不同的生物之

间穿梭,这大大得简化了克隆的步骤。

质粒分转移型与非转移型,也分高拷贝型和低拷贝型。

转移型质粒是指质粒有一个流动特性,他可以通过接合作用从一

个细胞转移到另一个细胞,而非转移型则不存在这样的特性,它

想要完成以上过程,就必须依靠部分特定基因的相互作用,和转

移型质粒的带动来完成。

在利用质粒载体来进行基因工程技术的操作时,先去天然质粒,

然后对其进行修饰改造,那先去掉不必要的DNA区域。除保留

质粒复制等必要部分外,尽量缩小质粒的相对分子质量,以提高

外源基因片段的装载量然后质粒中限制性核酸内切酶的切点越

多切割后形成的DNA片段也就越多,为外源基因的转移提供不

便,再次我们在筛选重组质粒时,必须保留标记基因,在众多的

标记基因中,最好的就是抗性基因,主要有四环素抗性基因,卡

那霉素抗性基因,氨卡青霉素抗性基因,另外组织化学显色法和

荧光法也同样是在基因检测时常用到的方法。再后质粒在安全性

方面也要进行改造。要求质粒重组后不可以随便转移,避免造成

基因污染,最后,因为启动子有强弱之分,所以我们需要对质粒

改造或增加基因表达载体的调控序列。

在选取完质粒后,我们同同一种限制性核酸内切酶对目的基因

和质粒切割,使他们的的粘性末端或平末端相同,然后在同DNA

连接酶对他们进行不准确对接,最后在对对接后的结果进行筛

选,只筛选出重组质粒并进行后续操作

2噬菌体载体

噬菌体是一种寄生细菌体内的一类病毒的总称,由遗传物质核酸

和蛋白质外壳组成,内部核酸一般是双链性DNA分子,当然也

有少量的其他形状的,如单链DNA等等,尾部结构多为20面

体。说到噬菌体载体,我们必须先了解噬菌体的生命周期,噬菌

体的生命周期分为溶酶体周期与溶源周期,因此噬菌体分为两

类,第一类是烈性噬

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