⑴ 基因分离的化学合成是怎样做的
化学方法合成DNA片段是一种十分成熟和简便的技术,利用DNA合成仪,根据待合成的DNA片段预定的核苷酸序列,可自动地将4种核苷酸单体按3′→5′磷酸酯键连接成寡核苷酸片段。目前常用此方法合成引物、寡核苷酸接头(linker)以及基因片段等。
根据某基因测定的核苷酸序列,或者根据蛋白质氨基酸序列推导的核苷酸序列,可以化学合成相应的基因片段。不同的是组成基因的DNA片段一般比较长,先必须按基因的核苷酸序列化学合野侍成几个200bp左右的DNA片段,然后采用酶促连接法再组装成为含完整目的基因的DNA片段。
主要包括磷酸二酯法和亚磷酸三酯法两种方法合成基因生段,磷酸二酯法的基本原理是,将两个分别在5′-或3′-末端带有适当保护碱基的脱氧单核苷酸连接起来,形成一个带有磷酸二酯键的脱氧二核苷酸;亚磷酸三酯法原理是将所要合成的寡聚核苷酸链的3′-末端链脊李先以3′-OH与一个不溶性载体,如多孔玻璃珠(CPG)连接,然后依次从3′-5′的方向将核苷酸单体加上去,所使用的核苷酸单体的活性官能团都是经过保护的,合成反应的一个循环周期分为脱保护基、偶联反应、封端反应和氧化作用四步反应。
化学合成寡聚核苷酸片段的能力一般局限于150200bp,而绝大多数基因的大小超过了这个范围,需要将较长的基因先几个合成较短的寡核苷酸片段后,再适当连接组装成完整的基因,而这往往使基因制备难度加大,而且化学基因合成相比之下比较价格昂贵,棚迟因此这种方法主要适用于已知核苷酸序列的、分子量较小的目的基因的制备。对于较长的基因的合成,可根据基因或氨基酸序列,将化学合成寡核苷酸方法与酶促合成DNA的方法结合起来,也可进行基因的人工合成,具体的操作为:首先化学合成多个含有80100个核苷酸的寡聚核苷酸;每个寡聚核苷酸片段之间有1924个核苷酸的重叠序列;再将各个寡聚核苷酸等量(摩尔浓度)混合,在DNA聚合酶(或emphasis:role=italicTaqemphasis酶)作用下,通过重叠延伸拼接技术(sequence:overlapped:extension,SOE-PCR),各寡聚核苷酸又作为模版,使单链部分补齐成为双链;DNA变性成单链,各单链寡聚核苷酸片段之间仍有1924个核苷酸的重叠序列,两个单链部分再经SOE-PCR补齐,获得双链。
⑵ 典型的DNA重组实验通常包括哪些步骤
重组DNA技术主要包括四个步骤:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和表达。
1、提取目的基因:
获取目的基因主要有两条途径:一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因;另一条是人工合成基因。直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”。
2、目的基因与运载体结合:
目的基因与运载体结合的过程实际上是不同来源的DNA重新组合的过程,是基因工程的核心。
3、将目的基因导入受体细胞:
用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞,主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。目的基因导入受体细胞后,就可以随着受体细胞的繁殖而复制,由于细菌的繁殖速度非常快,在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。
4、目的基因的检测和表达:
目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程。
重组DNA技术是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体)内,使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序,也称为分子克隆技术。因此,供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。