① 將外源基因導入原核細胞或真核細胞分別有哪些方法
1 物理方法
1.1 DNA直接注射法: 是目的基因導入的最簡單方法, 但注入量有限, 能夠接觸到的腫瘤細胞有限,故獲得的腫瘤細胞轉化率很低, 多通過腫瘤局部多點注射給葯。
1.2 顆粒轟擊技術:將目的基因包被金屬以後,利用高壓發射裝置, 加速包裹目的基因的金屬顆粒進入細胞,從而提高腫瘤細胞的轉化率。
2 化學方法
即用化學方法構建非病毒載體系統,借之完成基因轉導。主要包括以下兩種。
2.1 脂質體載體:方法具有安全、簡單、低毒、無免疫原性等優點,適用於注射方法進行器官靶向性轉移並有一定的轉移效率。是除病毒載體轉移方法之外的另一種有價值的體內基因轉移方法。多用於體外轉化細胞,或通過瘤組織內注射〔1〕進行體內轉化,並已有少數臨床應用的報告。目前常用的是陽離子脂質體(商品名為Lipofectin)。它可自發的與DNA形成復合物,保護外源DNA不被核酸酶降解,具有制備簡單、安全無毒、無免疫原性、重復性、對基因片段大小無限制且轉染操作方便等優點。由於它可與細胞膜直接融合而能有效地避免溶酶體破壞,故遠比傳統的脂質體效率高。缺點是靶向性有限。Nishikawa等〔2〕從BALB/c小鼠的尾靜脈注射以熒光素酶基因為報告基因的質粒DNA-脂質體復合物, 發現肺、肝、脾等器官組織中都有熒光素酶基因及其產物,持續表達超過3個月。常規脂質體易被網狀內皮系統(RES)細胞攝取,在巨噬細胞本身可成為靶細胞的部位,RES的這種親合性是有利的。Hasegawa等〔3〕採用日本血凝病毒( hemagglutinating virus of Japan , HVJ)脂質體為載體,用HSV-tk/Gcv系統治療肝癌發現,在體外試驗中當Gcv的濃度100microg/ml時幾乎所有腫瘤均被殺死,甚至當轉導率只有20%時,也有1/3腫瘤被消滅。此方法重復應用效果更佳,且皮下注射未見明顯的炎症反應。
2.2 受體介導法:利用肝細胞上富含轉移因子和糖蛋白受體的特點,人工合成多聚陽離子氨基酸,進而連接轉移因子(或糖蛋白)和目的基因構成復合物,通過與肝細胞表面的受體結合來實現目的基因的轉移。此法靶向性好,但受體介導的內吞小泡會被轉運到溶酶體,易被溶酶體降解而造成目的基因表達時間短暫,表達效率低下。利用氯哇抑制溶酶體酶或腺病毒與內吞小泡相融合而將其破壞釋放出外源DNA,可提高轉化效率。
3 生物學方法
主要通過構建病毒載體來完成。
3.1 逆轉錄病毒(retrovirus,Rv):構建簡單,裝載外源基因容量最大達8kb,整合入宿主細胞基因組而無病毒蛋白表達。但僅能感染分裂期細胞,體外製備滴度較低,且其隨機整合有引起「插入性突變」的可能〔4〕。
3.2 腺病毒(adenovirus, Adv): 為近年肝細胞肝癌基因治療中報告最多的一種病毒載體〔5〕。體外製備滴度較大 ,裝載外源基因容量最大達35kb,不整合入宿主細胞基因組因而避免插入突變的危險,能感染分裂細胞和非分裂細胞。但易引起宿主免疫反應而使轉染效率下降,且大劑量靜脈給予可導致嚴重的肝臟炎症反應,因此通過全身給葯受到限制。Nagao等〔6〕發現瘤內注射重組Adv後,目的基因可有效表達,但表達時間短暫,重復注射後表達效率降低且誘發體液和細胞免疫反應。
3.3 單純皰疹病毒:單純皰疹病毒(herps simplex virus,HSV)對非分裂細胞有天然的親合力,裝載外源基因容量達30kb,體外製備滴度接近腺病毒。但構建時難以除去與裂解細胞有關的基因而對細胞毒性大〔7〕。
3.4 腺相關病毒:腺相關病毒(adeno-associated virus,AAV)在人類不引起任何病理性後果,它能感染非分裂S相細胞,還能將基因轉人非周期(noncyling)腫瘤細胞。AAV是一種缺陷前病毒,對人類無致病性。能用於運載外源性重組基因組,已應用於肝和肝癌細胞的治療基因轉移〔8〕。
3.5 其他病毒:痘苗病毒〔9〕(vaccini virus)可以獨立在細胞之中復制和轉錄,並能以較強的方式表達多個腫瘤抗原。桿狀病毒〔10〕(bacul virus)能夠感染肝細胞和肝腫瘤細胞,並能增強肝細胞腫瘤壞死因子a(TNFa)、IL-1a、IL-lβ的表達。
② .還有哪些方法可以將外源基因導入受體細胞各有什麼優缺點
物理方法:DNA直接注射法、顆粒轟擊技術;
化學方襲虧法:即用化學方法構建非病毒載體系統,借之完成基因轉導.主要包括:脂質體載體、受體介導法.
生拍告神物方法:主要通過構建病毒載體來完成.包括:逆轉友李錄病毒、腺病毒、 單純皰疹病毒、 腺相關病毒、 其他病毒等.
具體介紹和優缺點等可以參考網路詞條基因導入.
③ DNA是如何一步一步折疊進入細胞核中的
DNA先圍繞組蛋白,200bp形成一個核小體,6個核小體形成一個環,組成螺線管,螺線管進一陪棚步折疊閉亂穗成超螺線管,超螺線管再纏繞,形成染色體
染色體長度比DNA濃縮上萬倍,節轎卜省體積
平時DNA是以染色質形式存在的
DNA本來就在細胞核中,無所謂」折疊入細胞核中「
④ 哪些物理學方法能把外源基因導入受體細胞
1、獲取目的基因? 2、形成重組DNA分子? 3、將重組DNA分子導入受體細胞? 4、篩選含有目的基因的受體細胞? 5、目的基因表達工具:限制性核酸內切酶(切割磷酸二酯鍵)、DNA連接酶(鏈接磷敏塵酸二酯鍵)、載體(主? 要為質粒、原核小型環狀DNA)獲取目的基因:若序列已知則用PCR擴增或化學方法合成:若序列未知則建立基因文庫,從中獲取形成緩畢重組DNA分子:用同一限制性核酸內切酶切割質粒和目的基因形成相同的粘性末端,再用目的基因鏈接將重組DNA分子導入受體細胞:若受體為動物用顯微注射法:若受體為植物用農桿菌轉化法或花粉管法:若受體為微生物用氯化鈣處理法(增加細胞壁通透性)篩選含有目的基因的受體細胞:利用載體上的標記基因進行篩選目的基因表達:個體水平上的性狀,分子水平上的相應蛋白質橋哪禪、mRNA
⑤ 什麼是DNA直接轉化系統
DNA直接轉化系統不依賴致瘤土壤桿菌載體或其他生物載體,將經處理的DNA通過物理的和化學的方法導入植物細胞,而實現遺傳轉化。
1.化學法
化學誘導DNA直接轉化是以植物原生質體為受體,藉助於特定的化學物質誘導DNA直接進入植物細胞,主要有下述兩種方法。
(1)PEG介導法:PEG(polyethyleneglycol)即聚乙二醇,可在細胞膜之間或在DNA與膜之間形成分子橋,致使相互接觸和粘連,誘導原生質體的內吞作用,攝取外源基因DNA。PEG法由Davey等(1980)建立,該法不一定需要克隆的基因和特定的載體,能實現控制數量性狀的基因和在缺乏受體篩選標記條件下的遺傳轉化,但必須以裸露的原生質體為受體,某些植物建立原生質體再生系統較為困難,使PEG法的應用受到限制。
(2)脂質體法:脂質體(liposome)是由人工構建的磷脂雙分子層組成的膜狀結構。用脂質體包裹DNA成球狀,通過原生質體的吞噬或融合作用而將它轉運到原生質體內部。包裹在脂質體內的DNA可免受DNA酶的降解。脂質體法可直接轉化外源DNA和RNA,亦可用於基因的瞬時表達檢測。
物理法以植物原生質體、細胞、組織或器官為受體,以一些物理因素作用於細胞膜而直接導入外源目的基因DNA。
(1)基因槍法:又稱微彈轟擊法(particlebombardment),已有廣泛應用。將外源DNA包裹在微小的金粒或鎢粒表面,用基因槍(genegun)高速射入受體細胞或植物組織,微粒上的DNA進入細胞後,整合到染色體上得到表達,轉化的受體幾乎包括了所有具潛在分生能力的細胞與組織。基因槍法的轉化率一般為10-3~10-2。該法可將外源基因導入植物細胞的細胞器,並可得到穩定表達。利用基因槍法能否成功,關鍵在於能否從轉化細胞再生出可育的植株。基因槍還特別適於細胞器(葉綠體、線粒體)的基因轉化,以及用於研究組織特異性啟動子。基因槍法成本較高,操作比較復雜,難以插入外源DNA大片段,且整合的外源基因通常是多拷貝的,這可能導致植物自身某些基因的非正常表達,還容易發生基因沉默現象。
(2)電激法:利用高壓電脈沖作用在原生質體上「電激穿孔」,形成可逆的瞬間通道,攝入外源目的基因。這一方法已成功地應用於多種單子葉植物和雙子葉植物。
(3)激光微束法:將激光引入光學顯微鏡聚焦成微米級的微束照射細胞後,利用其熱損傷效應,在細胞壁上產生可恢復的小孔,直徑只有0.5~0.7μm,使加入到細胞培養基里的外源基因得以進入植物細胞。該法操作簡便、受體類型廣、無作物限制,但轉化率低,一般僅為10-4~10-3。
(4)超聲波法:利用低聲強脈沖超聲波的生物學效應,擊穿細胞膜造成通道,使外源DNA進入細胞。該法有操作簡便、設備便宜、不受作物種類的限制等優點,但尚需進一步完善。
(5)顯微注射法:利用顯微注射儀將外源基因直接注入到已固定的植物細胞核或細胞質中,實現基因轉移。受體最初僅用原生質體,現可用於帶壁的懸浮細胞、花粉粒、卵細胞、子房等。
⑥ 重組DNA分子導入受體細胞的主要方法有哪些
(1)農桿菌轉化法:
農桿菌是土壤中的一種微生物,在自然條件下感染雙子葉植物和裸掘渣孫子植物,對大多數單子葉植物沒有感染能力。農桿菌進入梁姿植物細胞後,其Ti質粒上的T-DNA會轉移到受體細胞染色體的DNA上,目的基因進入植物細胞。
(2)花粉管通道法:
在授粉後向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道,將外源DNA導入受精卵細胞,並進一步地被整合到受體細胞的基因組中,隨著受精卵的發育而成為帶轉基因的新個體。
(3)基因槍法:
基因槍根據動力系統可分為火葯引爆、高壓放電和壓縮氣體驅動三類。其基本原理是通過動力系統將帶有基因的金屬顆粒(金粒或鎢粒),將DNA吸附在表面,以一定的速度射進植物細胞,由於小顆粒穿透力強,故不需除去細胞壁和細胞膜而進入基因組,從而判鏈實現穩定轉化的目的。
原理:
選擇一種特製的空質粒載體(如PBI121質粒載體),其上要求含有T-DNA邊界序列(此處可參見詞條雙元表達載體系統),在序列之間含有復制原點、抗性基因、GUS報告基因、Hind Ⅲ和BamH I 等酶切位點(以上這些構成了一個T-DNA區)。
先通過雙酶切反應酶切空質粒載體和目的基因,再通過酶連反應連接空質粒載體和目的基因,從而構建成完整的重組質粒。此時重組質粒的T-DNA區包括T-DNA邊界序列、復制原點、突變啟動子片段、GUS報告基因、抗性基因。
以上內容參考:網路-農桿菌轉化法
⑦ 將dna分子導入細菌細胞的方法有哪幾種
主要方法:
【1】導入植物受體細胞:
(1)農桿菌轉化法。
農桿菌是土壤中的一種微生物,在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物,對大多數單子葉植物沒有感染能力.農桿菌進入植物細胞後,其Ti質粒上的T-DNA會轉移到受體細胞染色體的DNA上,是目的基因進入植物細胞晌做。
(2)花粉管通道法:
在授粉後向子房含目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道,將外源DNA導入受精卵細胞,並進一步地被整合到受體細胞的基因組中,隨著受精卵的發育而成為帶轉基因的新個體。該方法於80年代初期由我國學者周光宇提出,我國目前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。該法的最大優點是不依賴組織培養人工再生植株,技術簡單,不需要裝備精良的實驗室,常規育種工作者易於掌握。
(3)基因槍法:
該法又稱源前粒子轟擊(particle bombardment),高速粒子噴射技術(High-velocity particle microprojection)或基因槍轟擊技術(gene gun bombardment),是由美國Cornell大學生物化學系John.C.Sanford等於1983年研究成功。主要適用於單子葉植物。但轉化效率較低。
基因槍根據動力系統可分為火引爆、高壓放電和壓縮氣體驅動三類。其基本原理是通過動力系統將帶有基因的金屬顆粒(金粒或鎢粒),將DNA吸附在表面,以一定的速度射進植物細胞,由於小顆粒穿透力強,故不需除去細胞壁和細胞膜而進入基因組,從而實現穩定轉化的目的。
【2】導入動物受體細胞:
顯微法:顯微法(microinjection)是利用管尖極細(0.1至0.5μm)的玻璃微量針,將外源基因片段直接到原核期胚或培養的細胞中,然後藉由宿主基因組序列可能發生的重組(rearrangement)、缺失(deletion)、復制(plication)或易位(translocation)等現象而使外源基因嵌入宿主的染色體內。
【3】導入微生物受體細胞
感受態法:先用Ca離子處理細胞,使雹謹清細胞處於一種能吸收周圍環境DNA分子的生理狀態,這種細胞為感受態細胞,後將重組表達載體DNA分子溶於緩沖液中,在一定溫度下促使感受態細胞吸收DNA分子
⑧ DNA重組體是怎樣引入受體細胞的
重組體DNA分子只有導入合適的受體細胞,才能進行大量地復制、擴增和表達。
受體細胞有多種,如原核生物的大腸桿菌細胞、低等真核細胞生物如酵母、高等真核生物(如植物細胞、哺乳動物細胞)等都可用於轉化的受體。胰島素基因工程就是將外源DNA導入原核細胞大腸桿菌中進行表達實現的。選定的受體細胞必須具備使外源DNA進行復制的能力,而且還應該能夠表達由導入的重組體分子所提供的某種表型特徵,這樣才有利於轉化子細胞的選擇與鑒定。把重組載體DNA分子引入受體細胞的方法很多,如常用的重組質粒大腸桿菌熱激轉化法、病毒DNA感染法、生物介導法等。
在理想情況下,上述重組載體進入受體細胞後,能通過自主復制而得到大量擴增,從而使受體細胞表達出供體基因所提供的部分遺傳性狀,受體細胞就成了「工程菌」。
⑨ 將目的基因導入受體細胞的方法有哪些
常用方法:基因工程中常用的受體細胞有大腸桿菌,枯草桿菌,土壤農桿菌,酵母菌和動植物細胞等。其中,對於細菌或植物細胞,常用質粒作為載體將目的基因導入細胞內;動物細胞則用顯微注射的方法將目的基因導入動物受精卵的雄性原核中。
過程:用人工方法使體外重組的DNA分子轉移到受體細胞,主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。例如,如果運載體是質粒,受體細胞是細菌,一般是將細菌用氯化鈣處理,以增大細菌細胞壁的通透性,使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。目的基因導入受體細胞後,就可以隨著受體細胞的繁殖而復制,由於細菌的繁殖速度非常快,在很短的時間內就能夠獲得大量的目的基因。
⑩ DNA是怎樣進入細胞質里的
根據細胞學所掌握的事實:所有DNA都呆在細胞核內,而蛋白質纖螞卻存在於細胞質中,像DNA這樣的大分子是無法隨意進入細胞質的。然而密碼總是會被帶入細胞質的,這一來,人們不禁要問,是誰把鎖在細胞核內的DNA手裡的密碼帶入了細胞質的呢?科學家們從DNA那裡拷貝了一份密碼文件,並帶入了細胞質中。經過試驗和觀毀枯埋察,發現這個信使就敗櫻是RNA——核糖核酸。