基因工程的基本過程主要包括哪些?
(1)目的基因的獲得
目前獲得目的基因的主要方式有:化學合成法和構建基因文庫法。
① 化學合成法
該方法適用於已知核苷酸序列且相對分子質量較小的目的基因的制備。目前化學合成寡聚核苷酸片段的能力壹般局限於150~200bp, 而絕大多基因的大小超過了這個範圍,因此,需要將寡核苷酸片段適當連接並組裝成完整的基因。目前成熟的全基因合成方法可以合成10~50kb長度的DNA片段。
② 構建基因文庫法
基因文庫(gene library) 是指含有某種生物體全部基因的隨機片段的重組DNA克降群體。通過構建基因文庫可以儲藏和擴增某壹生物的基因組片段,同時可以在需要的時候從庫中調出所需的目的基因。
(2)目的基因與載體結合
基因工程的核心是將目的基因用DNA連接酶在體外連接到合適的載體DNA.上,形成重組DNA。根據目的基因片段末端的性質,以及質粒載體與外源DNA上限制酶切位點的性質,可采用黏端連接法或平端連接法。
①黏端連接法
壹般選用對載體DNA只具有唯壹切割位點的限制酶將載體DNA水解成具有黏端的線性DNA分子,然後再將目的DNA也做同樣的限制酶水解,之後將兩種純化的水解產物混合並加入DNA連接酶,給予合適的條件,兩者即能連接形成重組DNA
③ 平端連接法
如果參與重組的DNA兩端是平端可以用T4噬菌體連接酶進行連接,但連接效率較低;如果參與重組的DNA壹端是平端,壹個是黏端,或者兩個黏端不匹配,就需要用S1核酸酶將DNA的黏端修飾成平端,然後再進行連接。如果要增加連接效率,可以將平端DNA加工成具有黏端的DNA分子,再進行連接。
(3) 目的基因導入受體細胞
①轉化
轉化的方法是利用壹定濃度的氯化鈣溶液處理細菌,使帶有目的基因的重組質粒進入到宿主細胞中的過程。
②轉導
轉導是指借助病毒、噬菌體或其他方法將外源DNA導入細胞並整合到宿主基因組上的方法。
(4)轉化體的篩選與鑒定
常見的篩選方法:遺傳學檢測法、報道基因檢測法、核酸分子雜交法、核酸序列測定法、物理檢測法和免疫化學檢測法等。