16.2.2 (二)重组DNA技术相关概念

(二)重组DNA技术相关概念

1.DNA克隆(DNA cloning) 就是应用酶学的方法,在体外将各种来源的遗传物质——同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子,继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞,再进行扩增、提取获得大量同一DNA分子——基因克隆/重组DNA。

基因工程(genetic engineering):与重组DNA相关的技术。生物技术工程:基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程等。

2.工具酶

限制性内切核酸酶(restriction endonuclease):识别DNA的特异序列,并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。

有3类:常用的限制性内切核酸酶为Ⅱ类酶,如EcoRⅠ、BamHⅠ。

大部分Ⅱ类酶识别DNA位点的核苷酸序列呈二元旋转对称——回文结构(palindrome)。

特点:

·限制性内切核酸酶在细菌内,与相伴存在的甲基化酶共同构成细菌的限制-修饰体系,限制外源DNA、保护自身DNA。

·限制性内切核酸酶识别序列长短不一,为4、6或8个。

·切割位点不同,产生的末端不同。

其他工具酶有:DNA连接酶、DNA-polⅠ、Klenow片段、反转录酶、多聚核苷酸激酶、末端转移酶、碱性磷酸酶。

3.目的基因(target DNA) 有2种类型:cDNA、基因组DNA。

4.基因载体(vector)或称克隆载体 为携带目的基因、实现外源DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。

表达载体:为使插入的外源DNA序列可转录、翻译成多肽链而特意设计的克隆载体。

可充当载体的DNA分子有:质粒DNA、噬菌体DNA、病毒DNA,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。

质粒(plasmid):存在于细菌染色体外的小型环状双链DNA分子,小的2~3kb,大的数十万碱基对(数百kb)。

·质粒本身是含有复制功能的遗传结构,能在宿主细胞独立自主地进行复制,并在细胞分裂时保持恒定地传给子代细胞。

·质粒带有某些遗传信息,会赋予宿主细胞一些遗传性状,如对青霉素或重金属的抗性等。

★★★ pBR322质粒:①含单个EcoRⅠ限制性内切核酸酶位点——可插入外源基因;②含有抗四环素的抗药基因——terr;③含有抗氨苄青霉素的抗药基因——ampr;④含有一个复制起始点(ori)及与DNA复制调节有关的序列。

λ噬菌体和M13噬菌体。

cosmid vector、酵母人工染色体载体(YAC)——可增加插入外源基因的容量。

动物病毒DNA改造的载体,如腺病毒载体、反转录病毒载体——真核基因表达或基因治疗所需。