一、什麼是基因工程工具酶,有什麼用?
基因工程的關鍵技術是DNA的連接重組。科學家根據分子遺傳學的發現,應用生物化學提取和鑑定酶的技術,找到了一系列基因工程的工具酶。基因工程使用的工具酶具有一個重要特徵：每一種酶都具有自身特定的功能。有的像"手術刀",可以進行DNA分子的特定切割；有的像"粘合劑",可以促進DNA分子之間的粘合和連接；有的像"砌磚機",可以合成完整的雙鏈DNA分子．基因工程常用的工具酶可分為：限制性內切酶、DNA連接酶、DNA片段末端修飾酶等。
限制性核酸內切酶,簡稱限制酶。它的發現和應用為從細胞基因組中分離目的基因提供了重要工具。限制酶能夠識別DNA大分子鏈上特定的核苷酸順序,並能在某一特定部位將DNA斷裂。這樣,目的基因便有可能完整地存在於某一DNA片段上,然後再把它們分離出來。在基因工程中,限制酶是一種必不可少的工具酶,是進行DNA分子切割的特殊工具．因此它有"分子剪刀"或"分子手術刀"之稱。
目前已經發現的限制酶多達20多種．每一種都有極強的特異性,可以準確無誤地進行核苷酸的識別,決不會錯切一刀。一般情況下,一種限制性內切酶能識別4－6個核苷酸序列。
為了便於DNA片段的連接往往用不同的酶對DNA片段末端進行修飾這種酶就是DNA片段末端修飾酶。
不同的DNA片段之間的連接需要另一種工具酶----連接酶的幫助．這種酶也是在細菌中發現的．如果說內切酶是對基因操作的"剪刀",那麼連接酶就是"漿糊"。
二、什麼是基因克隆載體?
目的基因在經過體外改造後,必須進人受體細胞內才能進行擴增和生物表達。但是用於DNA重組體的目的基因,不能直接引人受體細胞，因為每種生物都是長期進化的產物,具有很強的排他性．外源DNA如果單獨進人受體細胞,必將被破壞。因此,必須有一種運載基因的載體作媒介物,才能達到目的．載體在基因工程中的作用,就像過河時必須有船一樣．載體運載外源DNA進入受體細胞,是通過在載體自身的DNA核酸序列中插人外源DNA,再進人受體細胞內進行復制,在載體DNA複製時,外源DNA分子也獲得了擴增和表達。
目前經常使用的載體,有質粒和病毒兩類．各種不同的載體,儘管分子量大小、結構和用途上存在著較大的差異,但是作為載體,它們應該具備一些共同的特性：
1.能在受體細胞內進行獨立和穩定的DNA自我複製．在其DNA插入外源基因後,仍然保持穩定的複製狀態和遺傳特性；
2.易於從宿主細胞中分離,並進行純化；
3.在其DNA序列中,具有適當的限制性內切酶位點．這些位點位於DNA複製的非必需區內,可在這些位點上插人外源DNA,但不影響載體自身DNA的複製；
4.具有能夠觀察的表型特徵,在插入外源DNA後,這些表型特徵可以作為重組DNA的選擇標誌．
質粒是細菌內獨立於染色體並能自我複製的小環狀DNA分子,是在細菌細胞分裂時能穩定傳遞給子代的遺傳因子。因此,我們可以藉助於質粒,將基因或基因群帶入細菌細胞並使其遺傳信息得以表達,改變或修飾寄主細菌原有的代謝產物或產生新的物質。
除了質粒之外,細菌病毒也可以作為載體．但是,質粒和病毒在作為基因工程載體時是有所區別的．利用病毒作為基因運載體時,所帶的基因一般還需要轉到受體細胞的染色體DNA中去,才能成為穩定的結構．質粒的情況也可以是這樣,但大多數情況下不是如此．質粒一旦帶有人所需要的新基因,它本身就可能成為一種穩定的重組DNA．進入受體細胞後,它多半不需要把所帶的基因轉到受體細胞的染色體上去,這樣的質粒就會進行自我複製,異源性DNA也得到了複製．這就是利用質粒作為基因運載體表現優越的地方。所以目前進行的基因工程操作,多用質粒作為基因的運載體。
三、什麼是目的基因?
基因工程的主要目的是通過優良性狀相關基因的重組,獲得高度應用價值的新物種,為此必須從現有生物群體中,根據需要分離出可用於克隆的此類基因．這樣的基因通常稱之為目的基因．簡單的說目的基因就是能表達優良性狀的基因。
四、什麼是受體細胞?
目的基因能否有效地導入受體細胞,取決於是否選用合適的受體細胞、合適的克隆載體和合適的基因轉移方法。
所謂基因克隆的受體細胞,從實驗技術上講是能攝取外源DNA（基因）並使其穩定維持的細胞；從實驗目的上講是有應用價值和理論研究價值的細胞．原核生物細胞、植物細胞和動物細胞可以作為受體細胞,但不是所有細胞都可以作為受體細胞．原核生物細胞是一類很好的受體細胞,容易攝取外界的DNA,增殖快,基因組簡單,便於培養和基因操作,普遍被用作cDNA文庫和基因組文庫的受體菌,或者用來建立生產目的基因產物的工程菌,或者作為克隆載體的宿主。
目前用作基因克隆受體的主要是大腸桿菌,酵母和某些動植物的細胞．雖然動物細胞也已被用作受體細胞,但由於體細胞不易再分化成個體,所以常採用生物細胞、受精卵細胞或胚細胞作為基因轉移的受體細胞,由此培養成轉基因動物．不過,體細胞可表達基因產物,並且最近通過體細胞培養出了多種克隆動物,可見動物體細胞同樣可以用作基因克隆的受體細胞．植物細胞作為基因克隆的受體細胞,有其優於動物細胞的特點,一個活的離體體細胞在合適的培養條件下比較容易再分化成植株,意味著一個獲得外源基因的體細胞可以培養成能傳代的植物。
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