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生物輔導:DNA片段雜交假說和轉基因技術

時間:2012-12-21 13:31 來源:建通教育中考資訊網 編輯:陳老師 點擊:

基因工程中有著非常關鍵的的一個步驟,就是把外源DNA插入載體分子以構建重組DNA。可見選擇一種運載基因的載體作媒介物是必要的,因為每種生物都具有很強的排他性,外源DNA單獨進人受體細胞時必將被破壞,這就好比過河時必須用到船一樣。但是在培育轉基因動物或植物時,很多科學家卻把目光轉向了把目的基因直接導入核基因組的方法。為什么目的基因可直接導入呢,中國學者周光宇提出的“DNA片段雜交假說”對此作出了很好的解釋。該假說認為:外源DNA進入受體細胞后,經酶切和分解后形成的局部DNA分子,其在核苷酸序列上可能與受體DNA具有一定的親和性,并能粘附在母本DNA上,在復制時整合進去實現DNA的片段雜交。目前這一假說已被證實,并出現一些將目的基因直接導入受體細胞的分子育種新方法,下面重點介紹比較常見的的三種方法。

  1,基因槍法

  基因槍法又稱生物彈法或微粒槍法、微粒轟擊法,是依賴高速度的金屬顆粒將外源基因引入活體細胞的一種轉化技術。基因槍根據其加速裝置可分為火藥式、電動式和氣動式。其中火藥式基因槍的結構和一般軍事上的槍十分相似,它主要由滑膛槍、真空轟擊室和阻彈部件構成的,其操作的基本原理如下:火藥爆炸產生的驅動力會推動塑料彈丸高速運動,當彈丸運動至彈膛里的金屬板時,塑料彈丸的進入會被阻止,但塑料彈丸前端攜帶有目的基因的微彈卻可以依靠慣性高速通過微孔,并擊中緊貼金屬板的靶細胞。因為微彈的體積非常細小,再加上射擊的速度非常快,所以受到轟擊的細胞仍能保持正常的生物活性。而微彈上的外源DNA也隨之順利導入靶細胞,并整合到核染色體上得到表達,實現基因的轉化。基因槍法是目前國際上最先進的基因導入技術,它以操作簡單迅速、基因用量少、對靶細胞要求低等優點而備受科學工作者的青睞。

  2,花粉通道法

  花粉管通道法是一種利用植物的天然花粉管通道,將外源DNA導入受體細胞基因組中的轉基因新技術。進行該項技術操作時,先要向子房注射DNA溶液,這樣外源DNA就會沿著花粉萌發時形成的花粉管到達胚囊。因為胚囊中的卵細胞或受精卵尚未形成細胞壁,并且正在進行活躍的DNA復制和重組,所以極易將外源DNA片段整合進細胞核DNA中,以實現目的基因導入和表達。該方法簡單易行,目前我國推廣面積最大的轉基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。

  3,顯微注射法顯微注射法是指在顯微鏡下,借助顯微操作儀,將毛細玻璃管直接插入受精卵的雄原核中,并注入特定的外源基因,從而使外源基因嵌入宿主細胞的染色體中的一種轉基因技術。該方法的優點是實驗周期短,不需要載體, DNA序列都可直接導入原核內,其序列長度可達100Kb。。而缺點是進行該項技術操作需精密的儀器和豐富的經驗,并且外源基因的整合易造成宿主基因組的插入突變,從而引起相應的性狀改變,重則致死。 世界上第一只轉基因小鼠就是用這種方法獲得的,另外還成功培育了轉基因綿羊、轉基因豬等等,可見顯微注射法是迄今應用得較為普遍而又最有成效的一種獲得轉基因動物的技術。

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