重组DNA技术过程

---

介绍

基因转移在医学科学中通过引入重组DNA技术可以人工地从一个物种转移到另一个物种。rDNA技术不仅在医学领域变得有益，而且在农业、畜牧业和工业等其他领域也变得有益。基因修饰过程通过几个步骤完成。

什么是重组DNA技术？

重组DNA技术是一个分步的过程，通过将基因修饰载体引入宿主基因组，改变宿主或实体的表型。在rDNA技术中，将带有所需基因的外源DNA片段引入基因组。

图1：重组DNA技术

重组基因是引入用于修饰的特定基因，整个过程称为重组DNA技术。将感兴趣的基因嵌入到宿主的基因组中并不是一个简单的过程。重组DNA的开发过程发生在一些相互关联的过程中。

重组DNA技术的过程

rDNA技术通过七个步骤进行处理。以下讨论这些步骤。

步骤1 - 遗传物质分离

核酸是生物体的遗传物质。RNA是一些生物体的遗传物质，而DNA是最常见的遗传物质。在rDNA技术中，第一步是获取所需的DNA，将其纯化分离并使其无大分子。在人体细胞中，DNA与大分子一起位于细胞膜内。几种酶被用来从这些细胞物质中释放DNA。它们是溶菌酶、几丁质酶、纤维素酶、蛋白酶和核糖核酸酶。由于添加了乙醇，DNA呈沉淀状出现，最后得到纯化。

步骤2 - 限制性内切酶消化

在限制性内切酶消化中，DNA通过限制性内切酶在特定位置被切割。纯化的DNA通过琼脂糖凝胶电泳技术在琼脂糖凝胶上分离。通过施加电流使DNA带负电荷，并向正极移动以分散开来。

步骤3 - 使用PCR扩增

PCR或聚合酶链式反应是使用DNA聚合酶酶的DNA序列复制方法。在PCR反应中，组分包括引物、酶、核苷酸和模板。模板是指用于简化的DNA，DNA聚合酶是所涉及的酶。引物是DNA区域的小型化学合成的寡核苷酸。核苷酸是酶延伸引物所需的。

图2：使用PCR扩增

步骤4 - DNA分子连接

感兴趣的载体和纯化的DNA用相同的限制性内切酶切割。切割的载体和DNA片段现在是开放的。在连接过程中，DNA连接酶将这些片段连接起来形成重组DNA。

步骤5 - 将重组DNA插入宿主

转化是将重组DNA引入受体宿主细胞的过程。细菌细胞经过处理以使其能够接受新的DNA。如果重组DNA具有氨苄青霉素抗性基因，则将其转移到受体大肠杆菌细胞中，这些细胞将变得对氨苄青霉素具有抗性。

步骤6 - 获取外源基因产物

通过将重组DNA表达为蛋白质，在宿主中最佳条件下产生重组蛋白。如果蛋白质数量很大，细胞培养将不会产生少量。生物反应器用于大规模生产以造福人类。

生物反应器从一侧收集培养基，并从另一侧返回用过的培养基。它们可以将原料转化为酶或蛋白质。搅拌釜式生物反应器是最常用的生物反应器。

步骤7 - 下游过程

蛋白质在最后阶段涉及一些下游过程。这些包括 - 纯化和分离、配制合适的防腐剂、质量控制测试和临床试验。

重组DNA技术的目标

这项技术最常见的目标是

• 人工合成新基因

• 基因鉴定和分离

• 修饰生物体的基因组

• 解释遗传性疾病及其相关治疗方法

• 根据需要修饰分离的基因

• 人类基因组增强

重组DNA技术的应用

rDNA技术在工业、医学科学、农业和畜牧业中得到广泛应用。以下是这项技术的应用。

• 该技术用于生产人类胰岛素。

• 重组HB疫苗是在rDNA技术中生产的。

• 在农业中，重组DNA技术用于生产更好的作物。

图3：重组DNA技术用于制造具有新性状的植物

• 生长激素是治疗侏儒症所需的。这项技术有助于这种激素的生产。

• 重组DNA技术尤其用于获得DNA指纹。

• 使用这项技术可以高度强调基因治疗。

• 它有助于诊断多种疾病类型。

结论

重组DNA技术用于将外源DNA片段引入宿主基因组。它是一种人工基因修饰过程，可以通过该过程处理所需的基因。该过程从分离遗传物质开始，到获取外源基因结束。在下游过程在某些情况下可能会作为附加步骤出现。rDNA技术广泛应用于医学科学、农业部门、工业和畜牧业。

常见问题

Q1. 将重组DNA插入宿主细胞的关键过程是什么？

答：外源DNA和载体DNA携带的感兴趣基因被相同的限制性内切酶切割。两种DNA通过连接酶形成糖磷酸键连接。

Q2. 重组DNA技术的过程是否存在任何风险？

答：在rDNA技术中发生的基因污染是一个安全问题，导致产生称为超级杂草的抗生素抗性微生物。由于重组DNA技术过程，可能会出现过敏性、健康影响、不良免疫反应和其他问题。

Q3. 在执行该技术时，哪些酶在重组DNA的生产中起着至关重要的作用？

答：在rDNA技术中，杂合基因由两个或多个基因制备。在此过程中起关键作用的两种酶是连接酶和限制性内切酶。