与克隆技术相比较,基因基础工程技术术有哪些新特点? 从不同的方...

基因克隆_百度百科
克隆是70年代发展起来的一项具有革命性的研究技术,可概括为∶分、切、连、转、选。最终目的在于通过相应技术手段,将导入,在内目的基因被大量的复制。
是细胞内DNA分子上具有的特定的总称,是具有遗传效应的分子片段。基因控制,是不同物种以及同一物种的不同个体表现出不同的的根本原因,即所谓&种瓜得瓜,种豆得豆&,&一母生九子,九子各不同&。基因通过DNA复制及把传递给下一代,并通过控制蛋白质的合成使遗传信息得到表达。
&切&是指用序列特异的切开载体DNA,或者切出;&连&是指用DNA连接酶将目的DNA同载体DNA连接起来,形成重组的DNA分子;&转&是指通过特殊的方法将重组的DNA分子送入中进行复制和扩增;&选&则是从宿主群体中挑选出携带有重组DNA分子的个体。的两个最基本的特点是分子水平上的操作和细胞水平上的表达,而分子水平上的操作即是的过程,实际上是利用对DNA分子进行&&。
基因克隆技术
包括了一系列技术,它大约建立于70年代初期。美国斯坦福大学的(P.Berg)等人于1972年把一种猿猴病毒的DNA与DNA用同一种切割后,再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来,于是产生了一种新的重组DNA分子,从此产生了基因克隆技术。1973年,(S.Cohen)等人把一段外源DNA片段与DNA连接起来,构成了一个,并将该重组质粒转入大肠杆菌,第一次完整地建立起了基因克隆体系。
一般来说,基因克隆技术包括把来自不同生物的基因同有自主复制能力的载体DNA在体外人工连接,构建成新的重组DNA,然后送入受体生物中去表达,从而产生和状态的转移和重新组合。因此又称为、基因的、、重组DNA技术以及等。
采用重组DNA技术,将不同来源的DNA分子在体外进行特异切割,重新连接,组装成一个新的杂合DNA分子。在此基础上,这个杂合分子能够在一定的中进行扩增,形成大量的分子,此过程叫基因克隆。
基因克隆技术的想法第一次出现在1972年11月在檀香山的一个有关质粒的科学会议上。(质粒是在细菌中发现的DNA环。质粒携带某些对抗生素的耐药性的基因。)一直在研究质粒的史坦利·科恩,对赫伯特·博耶网站上的关于细菌酶切割DNA分子中的特定部分的介绍很感兴趣。在一个深夜游览威基基的一间熟食店两位科学家相遇并谈到将合作领域的科学知识相结合,构思出了一个开创现代生物技术产业的实验。到1973年初,他们推出了一系列的实验,得到方法来选择特定的外源基因在细菌中复制。[1]
克隆过程概述
DNA的克隆是指在体外将含有或其它有意义的DNA片段同能够自我复制的载体DNA连接,然后将其转入或生物进行表达或进一步研究的分子操作的过程,因此又称,或重组DNA技术。DNA克隆涉及一系列的,如目的DNA片段的获得、载体的选择、各种的选用、、导入宿主细胞技术和筛选技术等等。
目的DNA片段的获得
DNA克隆的第一步是获得包含在内的一群DNA分子,这些DNA分子或来自于目的生物或来自目的细胞mRNA合成的 cDNA分子。由于组DNA较大,不利于克隆,因此有必要将其处理成适合克隆的DNA小片段,常用的方法有机械切割和核酸消化。若是基因序列已知而且比较小就可用人工化学直接合成。如果基因的两端部分序列已知,根据已知序列设计,从基因组DNA 或cDNA中通过PCR技术可以获得目的基因。
载体的选择
基因工程的载体应具有一些基本的性质:1)在中有独立的复制和表达的能力,这样才能使外源重组的DNA片段得以扩增。2)分子量尽可能小,以利于在宿主细胞中有较多的拷贝,便于结合更大的外源DNA片段。同时在实验操作中也不易被机械剪切而破坏。3)载体分子中最好具有两个以上的容易检测的(如抗药性),以赋予宿主细胞的不同表型特征(如对抗生素的抗性)。4)载体本身最好具有尽可能多的单一切点,为避开外源DNA片段中限制酶位点的干扰提供更大的选择范围。若载体上的单一是位于检测表型的标记之内可造成效应,则更有利于的筛选。
DNA克隆常用的载体有:(plasmid),(phage),(cosimid),单链载体(ssDNA phage ),载体(phagemid)及()等。从总体上讲,根据载体的使用目的,载体可以分为,表达载体,测序载体,等。
体外重组即体外将目的片断和载体分子连接的过程。大多数核酸能够切割DNA分子形成有,用同一种酶或切割适当载体的便可获得相同的粘性末端,粘性末端彼此退火,通过T4 DNA的作用便可形成,此为粘末端连接。当目的DNA片断为,可以直接与带有平端载体相连,此为连接,但连接效率比粘端相连差些。有时为了不同的克隆目的,如将平端DNA分子插入到带有粘末端的表达载体实现表达时,则要将平端DNA分子通过一些修饰,如同聚物,加衔接物或人工接头,PCR法引入酶切位点等,可以获得相应的粘末端,然后进行连接,此为修饰粘末端连接。
导入受体细胞
载体DNA分子上具有能被原核宿主细胞识别的复制起始位点,因此可以在原核细胞如大肠杆菌中复制,重组载体中的随同载体一起被扩增,最终获得大量同一的重组DNA分子。
将外源重组DNA分子导入原核的方法有转化(transformation),转染(transfection),转导(transduction)。通过转化技术可以导入到宿主细胞中,同样重组DNA可以通过转染技术导入。转染效率不高,因此将重组噬菌体 DNA或柯斯成有浸染性的噬菌体颗粒,借助这些噬菌体颗粒将重组DNA分子导入到宿主细胞转导技术,这种转导技术的导入效率要比转染的导入效率高。
重组子的筛选
从不同的重组DNA分子获得的中鉴定出含有的转化子即的过程就是筛选。发展起来的成熟筛选方法如下:
外源DNA片段插入到位于筛选标记(抗生素基因或β-半乳糖苷酶基因)的多克隆位点后,会造成标记,表现出转化子相应的抗生素抗性消失或转化子颜色改变,通过这些可以初步鉴定出转化子是或非重组子。常用的是显色法即法(白色菌落是重组质粒)。
(二)PCR筛选和限制酶酶切法
提取转化子中的重组DNA分子作模板,根据目的基因已知的两端序列设计特异,通过PCR技术筛选阳性克隆。PCR法筛选出的阳性克隆,用酶切法进一步鉴定的大小。
制备特异的,通过核酸分子杂交法从众多的中筛选目的克隆。目的基因特异的核酸探针可以是已获得的部分目的基因片段,或目的蛋白的部分序列反推得到的一群寡聚,或其它物种的。
(四)免疫学
获得目的基因表达的蛋白抗体,就可以采用免疫学筛选法获得目的基因克隆。这些抗体即可是从生物本身纯化出目的基因表达蛋白抗体,也可从目的基因部分ORF片段克隆在中获得表达蛋白的抗体。
上述方法获得的阳性克隆最后要进行测序分析,以最终确认。
.加州大学伯克利分校班克罗夫特图书馆资料.[引用日期](1)显微注射法
(2)浆(或效应B)&&&
&特异性强,灵敏度高,产量大。
(3)全能性高&&&
植物组织培养&&&&
【解析】本题考查基因工程及细胞工程的基础知识,属识记、理解层次内容,详解见答案。
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科目:高中生物
来源:2010年福建省福州市八县(市)协作校第二学期半期联考高二生物试卷
题型:综合题
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题:(1)在培育转人生长激素基因牛过程中:①过程需要的工具酶是_______________。②过程常用的方法是__________。 ③过程常用的生物技术主要有__________和________。(2)转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的首端必须含有乳腺蛋白基因的的_____。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用__________技术,培育出多头相同的转基因犊牛。(3)④过程常用_________(方法)。(4)⑤过程采用的技术是__________。
科目:高中生物
来源:学年江苏省新马高级中学高二下学期期末考试生物试卷(带解析)
题型:综合题
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题:(1)在培育转基因牛的过程中,②过程需要的工具是____________________②过程常用的方法是_______________________________。(2)转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的尾端含有________,首端有启动子,它是RNA聚合酶识别和结合点部位,有了它才能驱动基因转录出__________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用________技术,经移植培育出多头相同的转基因牛犊。(3)PrG基因的产物能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体, Ⅱ最可能是________细胞。单克隆抗体与常规抗体相比,最主要的优点是&&&&&&&&&&&&&&&&& _________&&。(4)我国在抗虫棉培育过程中,将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是________法。④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是____________________, ⑤过程采用的技术原理是________________。
科目:高中生物
来源:2014届江苏省高二下学期期末考试生物试卷(解析版)
题型:综合题
应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品,是生物科学技术转化为生产力的重要体现。请据图回答下列问题:
(1)在培育转基因牛的过程中,②过程需要的工具是____________________②过程常用的方法是_______________________________。
(2)转基因牛可通过分泌乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的尾端含有________,首端有启动子,它是RNA聚合酶识别和结合点部位,有了它才能驱动基因转录出__________。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用________技术,经移植培育出多头相同的转基因牛犊。
(3)PrG基因的产物能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体, Ⅱ最可能是________细胞。单克隆抗体与常规抗体相比,最主要的优点是&&&&&&&&&&&&&&&&&
_________&&。
(4)我国在抗虫棉培育过程中,将目的基因导入棉花受体细胞采用最多的方法是________法。④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是____________________, ⑤过程采用的技术原理是________________。
科目:高中生物
来源:2014届河南省高二下学期第二次阶段测试生物试卷(解析版)
题型:综合题
下图为应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题。
(1)在培育转入人生长激素基因的牛的过程中,人的生长激素基因之所以能在牛细胞内表达,产生人的生长激素,其原因是______________________。
(2)要使人的生长激素基因在牛的垂体细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、_______________、_______________、标记基因、复制原点等部分。在③之前要检测早期胚胎细胞是否已经导入人生长激素基因,宜采用______________技术。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用___________和___________技术,培育出多头相同的转基因牛犊。
(3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅰ最可能是______________细胞,Ⅱ代表的细胞具有________________的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中,④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,则与采用叶肉细胞相比较,其优点是_________________________________________,⑤过程采用的技术是_______________________________。科学家预言,此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后,将出现不抗虫的植株,此现象来源于_______________。
科目:高中生物
来源:2010年山东省高二第二学期期末考试生物试题
题型:综合题
(16分)应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题:
(1)在培育转人生长激素基因牛过程中,①过程需要的工具酶______________,②过程常用的方法是_______&&&&&&& 。
(2)转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素,在基因表达载体中,人生长激素基因的首端必须含有____&&&&&&&&
。③过程培养到桑椹胚或囊胚阶段,可以采用胚胎分割和_______&&&&& 技术,培育出多头相同的转基因犊牛。
(3)prG能激发细胞不断分裂,通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,Ⅱ最可能是&&&&&&&& 细胞,Ⅲ代表的细胞具有_______&&&&&&&&
的特点。
(4)在抗虫棉培育过程中,④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其优点是_______&&&&&& ,⑤过程采用的技术______&&&&&&&&&&
。克隆技术是基因工程技术还是体细胞繁殖技术?_百度作业帮
克隆技术是基因工程技术还是体细胞繁殖技术?
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