基因工程的主要环节都有哪些?每个环节的核心任务是什么?
基因工程的主要环节都有哪些?每个环节的核心任务是什么?
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基因工程的主要环节包括目的基因克隆与修饰,基因表达载体构建,基因的转化,转化体的筛选与利用等4个方面。
目的基因克隆与修饰:本环节的核心任务是克隆目的基因,并对其进行修饰。目的基因可通过分子杂交的方法从各种基因文库中分离得到,也可通过RNA反转录间接得到,还可通过人工合成的方法得到。获得目的基因以后,需要经过对其功能进行验证,并进行相应的修饰,导入相应的表达载体才会好用。目的基因的修饰主要通过对其与目的生物密码子偏爱性的比较分析,进行必要的修饰,使其与目的生物相适应。
基因表达载体的构建:本环节的核心任务是为目的基因的整合与表达提供条件,将外源DNA连接到表达载体上,作为载体的一部分整合进受体细胞的染色体上进行复制、传递和表达。因此必须结合研究目的及感兴趣基因的特性,选择合适的表达载体,设计最终构建的重组体分子。
基因的转化:构建好目的基因的表达载体后,接下来就需将其导入受体生物,随着受体生物的生长、增殖,重组DNA分子也得到复制、扩增。在选择适当的受体生物后,经特殊方法处理,使之处于感受态,即具备接受外源DNA的能力。根据重组DNA时所采用的载体性质不同和目的生物种类的差别,重组DNA分子导入的方法有农杆菌介导法、基因枪法、显微注射法等。
转化体的筛选与利用:通过转化、转染或感染,重组DNA分子被导入受体细胞,通过相应的筛选技术得到大量的整合有目的基因的细胞或个体(转化子)。并通过报告基因(如CAT基因、GUS基因、荧光素酶基因和β-半乳糖苷酸基因等)、杂交(如Sonthern杂交、Northern杂交等)和聚合酶链式反应(PCR)等进行鉴定。获得了带有目的基因、并能恰当表达目的基因的转基因生物后,下一步的工作重点就是如何合理利用转基因生物,培育优良的转基因品种,实现其商业化利用。
