-第十四章 基因重组与基因工程

第十四章基因重重组与与基因因工程程Chapter14generecombinationandgeneticengineering基因重重组与基因工工程基因重重组(generecombination)是是指DNA片段段在细细胞内内、细细胞间间，甚甚至在在不同同物种种之间间进行行交换换，交交换后后的片片段仍仍然具具有复复制和和表达达的功功能。。基因工工程(geneticengineering）是指指采用用人工工方法法将不不同来来源的的DNA进行重组，，并将重组组后的DNA引入宿主细细胞中进行行增殖或表表达的过程程。第一节自然界的基基因转移和和重组一、接合作作用当细胞与细细胞相互接接触时，DNA分子即从一一个细胞向向另一个细细胞转移，，这种遗传传物质的转转移方式称称为接合作用（conjugation）。一、接合作作用接合作用的的典型的例例子是细菌菌所含的一一种质粒DNA--F因子，该因因子含细菌菌性鞭毛蛋蛋白编码基基因，当F+细菌与F-细菌接触时时，性鞭毛毛连接就会会在两细胞胞间形成，，F因子被酶切切成单链并并通过性鞭鞭毛连接桥桥向F-细胞转移，，从而使F-细菌转变为为F+细菌。二、转化和和转染由外来DNA引起生物体体遗传性状状改变的过过程称为转化(transformation)。1943年，Avery将有毒型肺肺炎双球菌菌DNA与无毒型肺肺炎双球菌菌一起培养养，结果使使无毒型肺肺炎双球菌菌转变为有有毒型肺炎炎双球菌。。其原因就是是有毒型肺肺炎双球菌菌DNA进入无毒型型肺炎双球球菌中，引引起其遗传传性状改变变。噬菌体常常常可感染细细菌并将其其DNA注入细菌体体内，也可可引起细菌菌遗传性状状的改变。。通过感染方方式将外来来DNA引入宿主细细胞，并导导致宿主细细胞遗传性性状改变的的过程称为为转染(transfection)。转染是转化化的一种特特殊形式。。二、转化和和转染三、整合和和转导外来DNA侵入宿主细细胞，并与与宿主细胞胞DNA进行重组，，成为宿主主细胞DNA的一部分，，这一过程程称为整合。整合后的外外来DNA仍然可随染染色体DNA一起复制，，并在适当当的条件下下进行表达达，但也可可在相当长长的一段时时间内不表表达。整合在宿主主细胞染色色体DNA中的外来来DNA，，可以被切切离出来，，同时也可可带走一部部分的宿主主DNA，，这一过程程称为转导导(transduction)。来源于宿主主DNA的的基因称为为转导基因因。噬菌体感染染宿主细胞胞后出现的的溶菌途径径和溶源菌菌途径就是是典型的整整合和转导导的例子。。三、整合和和转导四、转座转座又称为为转位（transposition），是是指DNA的片段或或基因从基基因组的一一个位置转转移到另一一个位置的的现象。这些能够在在基因组中中自由游动动的DNA片段包括括插入序列和和转座子两种类型。。（一）插入入序列插入入序序列列：：典型型的的插插入入序序列列（（insertionsequence，IS）是是长长750-1500bp的DNA片段段，，由由两两个个分分离离的的反反向向重重复复序序列列和和一一个个转转座座酶酶基基因因。。当转转座座酶酶基基因因表表达达时时，，即即可可引引起起该该序序列列的的转转座座。。其转转座座方方式式主主要要有有保守守性性转转座座和复制制性性转转座座。转座座子子(transposons)：是可可从从一一个个染染色色体体位位点点转转移移到到另另一一个个位位点点的的分分散散的的重重复复序序列列，，含含两两个个反反向向重重复复序序列列、、一一个个转转座座酶酶基基因因和和其其他他基基因因（（如如抗抗生生素素抗抗性性基基因因））。。（二二））转转座座子子免疫疫球球蛋蛋白白重重链链基基因因由一一组组可可变变区区基基因因（（VH）和和一一组组恒恒定定区区基基因因（（CH）构构成成。通过过这这些些基基因因的的选选择择性性转座座和和重重组组，就就可可以以转转录录表表达达出出各各种种各各样样的的免免疫疫球球蛋蛋白白重重链链，，以以对对付付不不同同的的抗抗原原。。五、、基基因因重重组组的的方方式式常见见的的基基因因重重组组方方式式有有：：（一一））位位点点特特异异性性重重组组：：在在整整合合酶酶的的催催化化下下，，两两段段DNA序序列列的的特特异异的的位位点点处处发发生生整整合合并并共共价价连连接接，，称称为为位点点特特异异性性重重组组。（二二））同同源源重重组组：：发生生在在同同源源DNA序列列之之间间的的重重组组称称为为同源源重重组组(homologousrecombination)。这这种种重重组组方方式式要要求求两两段段