理论教育 DNA重组技术:基因研究的硕果

DNA重组技术:基因研究的硕果

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:DNA 重组技术是数十年来对DNA、RNA 和病毒研究的硕果。因此,DNA 重组技术是以核酸酶学为基础的。第二个基础是介导核酸识别的碱基配对语言。这一革命性的技术还特别依赖于病毒的存在,以及其与敏感宿主互作的详细知识。例如,限制酶的发现导致了DNA 快速测序技术的发展。DNA 的自动固相合成,提供了高度特异的探针和人工合成的订制基因。本章的最后一部分将讨论基因的新颖组合、克隆和构建。此外,在体外可设计特异突变,使蛋白质生产工程化。

DNA重组技术:基因研究的硕果

DNA 重组技术是研究生命中重要的中心分子的新方法,它产生于20 世纪70 年代。这一技术通过提供强大的分析和改变基因和蛋白质的手段,使生物化学发生了革命性的变化。生物体的遗传组成现在可以按指定的方式准确改变。DNA 重组技术是数十年来对DNA、RNA 和病毒研究的硕果。首先,它依赖于有能切割、连接和复制DNA 和对RNA 进行逆转录的酶类。我们已经了解DNA 聚合酶与逆转录酶。本章首先介绍限制酶。它能把很长的DNA 分子切割成便于操作的特异片段。许多种限制酶和DNA 连接酶的使用,使得把DNA 序列作为模块处理,将一个DNA 分子随意移动到另一个DNA 分子中成为可能。因此,DNA 重组技术是以核酸酶学为基础的。

第二个基础是介导核酸识别的碱基配对语言。我们已经知道,用cDNA 或RNA 探针进行的杂交,是一种探知特异核苷酸序列的灵敏且高效的方法。在DNA 重组技术中,碱基配对用于构建新的DNA 重组体以及检测和扩增特定序列。这一革命性的技术还特别依赖于病毒的存在,以及其与敏感宿主互作的详细知识。病毒是寄生物,它们能有效地将自己的DNA(或RNA)传递给宿主,通过复制病毒基因组并产生病毒蛋白或将病毒DNA插入宿主基因组来破坏宿主。同样,辅助性的染色体——质粒,也是DNA 重组技术中不可或缺的。(www.daowen.com)

本章还介绍了这些新方法的一些优点。例如,限制酶的发现导致了DNA 快速测序技术的发展。基因结构、基因的表达调控以及蛋白质结构等方面的丰富的信息,都来自于病毒、细菌和高等生物的DNA 上1 亿多个碱基对的测序。DNA 分子也可以从头合成。DNA 的自动固相合成,提供了高度特异的探针和人工合成的订制基因。复杂混合物中的一个单拷贝的特异DNA 序列,可通过聚合酶链式反应(PCR)扩增上百万倍。此强大的技术正用于探查病原体和遗传病、确定犯罪现场遗留下的一根头发的来源,以及拯救数百万年古老的化石中的基因。本章的最后一部分将讨论基因的新颖组合、克隆和构建。新的基因能被宿主细胞有效地表达,如人类胰岛素通过细菌来产生。此外,在体外可设计特异突变,使蛋白质生产工程化。

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