基因工程的5个步骤(基因工程包括哪些步骤?)
1.目的基因的分离或合成;2.将目的基因与载体DNA连接,构建重组DNA分子——表达载体;3.将重组DNA分子导入受体细胞,并获得具有外源基因的个体;4.转基...
在接下来的时间里,我将为大家提供一些关于重组DNA(基因工程)的主要步骤。的信息,并尽力回答大家的问题。让我们开始探讨一下重组DNA(基因工程)的主要步骤。的话题吧。
基因工程的5个步骤
1.目的基因的分离或合成;2.将目的基因与载体DNA连接,构建重组DNA分子——表达载体;3.将重组DNA分子导入受体细胞,并获得具有外源基因的个体;4.转基因生物的检测与鉴定;5.转基因生物的安全性评价。
基因工程特征
1)跨物种性
外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。
2)无性扩增
外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达。
基因工程的优点基因工程最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之间的界限,可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间,甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移。人的基因可以转移到大肠杆菌中表达,细菌的基因可以转移到植物中表达。
基因工程包括哪些步骤?
基因工程的主要操作步骤包括:⑴目的基因的制备,所谓目的基因就是按照设计所需要转移的具有遗传效应的DNA片段。目的基因可以人工合成,也可以用限制性核酸内切酶从基因组中直接切割得到。⑵目的基因与克隆载体的重组,所谓克隆载体就是承载和保护目的基因带入受体细胞的运载者,如质粒,λ噬菌体,病毒等。⑶重组体转入受体细胞,所谓受体细胞就是接受外源目的基因的细胞,大肠杆菌是用得最多的原核细胞受体,另外,动物细胞、植物细胞都可作为受体细胞,把带有目的基因的重组体转入受体细胞要用到各种物理的、化学的和生物的方法。⑷克隆子的筛选和鉴定,带有目的基因的克隆子有没有组合到受体细胞的基因组中去,目的基因有没有在宿主细胞中通过转录、翻译表达出预先设计中想要得到的产物和表达产物如何分离、纯化等技术内容。
基因工程的基因操作步骤
①.从细胞和组织中分离DNA;
②.限制性内切酶酶切DNA分子,制备DNA片段;
③.将酶切DNA分子与载体DNA连接,构建能在宿主细胞内自我复制的重组DNA分子;
④.把重组DNA分子导入宿主受体细胞,复制;
⑤.重组DNA随宿主细胞的分裂而分配到子细胞,建立无性繁殖系(clone)或发育成个体;
⑥.从细胞群体中选出所需要的无性繁殖系,并使外源基因在受体细胞中正常表达,翻译成蛋白质等基因产物、回收;或筛选出获得定向性状变异的个体。
简单理解就是
目的基因的获取——适当基因表达载体的构建——目的基因的导入受体——转化受体的转基因检测
基因工程的四个基本步骤
目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
生物工程,是20世纪70年诞生的一门新兴的综合性应用学科,包括四大工程,即基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程,其中基因工程在人们生产生活中尤为重要。
基因工程,又称为DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,运用分子生物学和微生物学为手段,将不同来源的基因按预先的设计,在细胞体外构建杂种DNA分子,然后导入受体细胞,以改变生物原有的遗传特性,获得人类所需要的新品种。
基因工程的利弊
遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误;基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。
产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传疾病,这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎,早至只有两天大,尚在八个细胞阶段的试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出,抽取DNA,侦测其基因是否正常,再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎儿性别同时也可测知。
广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人,但可能妨碍他的未来生活就业。基因工程会产生“杀虫剂”的作物,也可能对大环境有害,它们或许会杀死不可预期的益虫,影响昆虫生态的平衡。
转基因食品不同于相同生物来源之传统食品,遗传性状的改变,将可能影响细胞内之蛋白质组成,进而造成成份浓度变化或新的代谢物生成,其结果可能导致有毒物质产生或引起人的过敏症状,甚至有人怀疑基因会在人体内发生转移,造成难以想象的后果。
高中基因工程操作的一般四个步骤?
(1)提取目的基因:获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病(抗病毒 抗细菌)基因,种子的贮藏蛋白的基因,以及人的胰岛素基因干扰素基因等,都是目的基因。(2)目的基因与运载体结合:基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。 (3)将目的基因导入受体细胞:将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后,下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。 (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。这是基因工程的第四步工作。 以上步骤完成后,在全部的受体细胞中,真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。因此,必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。检测的方法有很多种,例如,大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因,当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒,并被转入受体细胞后,就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。重组DNA分子进入受体细胞后,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。
基因工程的操作步骤:①制备重组dna分子,②转化受体细胞,③筛选出获得目的基因
基因工程的基本操作步骤主要包括四步:
1、目的基因的获取,即④;
2、基因表达载体的构建,即①制备重组DNA分子,使目的基因与运载体结合;
3、将目的基因导入受体细胞,即②转化受体细胞;
4、目的基因的检测与表达,即③筛选出获得目的基因的受体细胞、培养受体细胞并诱导目的基因的表达,检测目的基因的表达是否符合特定性状要求.
故选:C.
基因工程的前提条件及操作步骤是什么?
基因工程技术的前提条件是,在于遗传密码的普遍性。进化程度差异很大的各种生物,不管是动物、植物、微生物还是人类本身,一切生物的遗传密码都是相同的。各个物种之间的区别仅在于它们所含的遗传物质—DNA分子的长度不同,即所载的信息量不同。这是人类所以能进行不同物种间基因操作的基础。
基因工程是有目的地在体外进行的一系列基因操作。一个完整的基因工程实验包括5个步骤:(1)获取目的基因;(2)获取基因载体;(3)重组DNA;(4)把重组DNA导入受体细胞进行扩增;(5)筛选与培育。
这一流程只是基因工程的基本轮廓,远远不能包含基因工程的全部内容。一个完整的基因工程实验异常复杂,它犹如一条长长的链锁,由许多紧密相连的环节组成。
什么是基因工程基因工程的操作步骤
基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。基因工程也是我们要学习的一门知识。今天我就与大家分享基因工程相关知识,仅供大家参考!
基因工程的介绍
基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代 方法 为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
基因工程的特征
1)跨物种性
外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。
2)无性扩增
外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达。
基因工程的优点
基因工程最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之问的界限,可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间,甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移。人的基因可以转移到大肠杆菌中表达,细菌的基因可以转移到植物中表达。
基因工程的操作步骤
工具
(1)酶:限制性核酸内切酶、DNA连接酶、
(2)载体:质粒载体、噬菌体载体、Ti质粒、人工染色体
1.提取目的基因
获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病(抗病毒 抗细菌)基因,种子的贮藏蛋白的基因,以及人的胰岛素基因干扰素基因等,都是目的基因。
要从浩瀚的?基因海洋?中获得特定的目的基因,是十分不易的。科学家们经过不懈地探索,想出了许多办法,其中主要有两条途径: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?。鸟枪法的具体做法是:用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细胞提供的DNA(即外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增,如使用PCR技术),从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。
用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便,缺点是工作量大,具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段,一般使用人工合成的方法。
人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA为模版,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使RNA序列,然后按照碱基互补 配对 的原则,推测出它的基因的核苷酸序列,再通过化学方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。如人的血红蛋白基因胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。
2.目的基因与运载体结合
基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。
将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。如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个缺口,露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端(部分限制性内切酶可切割出平末端,拥有相同效果)。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处,首先碱基互补配对结合,两个黏性末端吻合在一起,碱基之间形成氢键,再加入适量DNA连接酶,催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键,从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来,形成一个重组DNA分子。如人的胰岛素基因就是通过这种方法与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合,形成重组DNA分子(也叫重组质粒)的。
3.将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后,下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。
基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌,枯草杆菌,土壤农杆菌,酵母菌和动植物细胞等。
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。例如,如果运载体是质粒,受体细胞是细菌,一般是将细菌用氯化钙处理,以增大细菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。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。这是基因工程的第四步工作。
以上步骤完成后,在全部的受体细胞中,真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。因此,必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。检测的方法有很多种,例如,大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因,当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒,并被转入受体细胞后,就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。重组DNA分子进入受体细胞后,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。
基因工程的危害
关于转基因生物的安全性,没有科学性共识。尽管如此,基因工程农作物已被大规模投放,生物医学应用也日益增加。转基因生物还被投入工业使用和环境恢复,而公众对此却知之甚少。最近几年,越来越多的证据证明存在生态、健康危害和风险,对农民也有不利影响.
基因工程细菌影响土壤生物,导致植物死亡
1999出版的研究资料例举了基因工程微生物释放到环境中将如何导致广泛的生态破环。
当把克氏杆菌的基因工程菌株与砂土和小麦作物加入微观体中时,喂食线虫类生物的细菌和真菌数量明显增加,导致植物死亡。而加入亲本非基因工程菌株时,仅有喂食线虫类生物的细菌数量增加,而植物不会死亡。没有植物而将任何一种菌株引入土壤都不会改变线虫类群落。
克氏杆菌是一种能使乳糖发酵的常见土壤细菌。基因工程细菌被制造用来在发酵桶中产生使农业废物转换为乙醇的增强乙醇浓缩物。发酵残留物,包括基因工程细菌亦可于土壤改良。
研究证明,一些土壤生态系统中的基因工程细菌在某些条件下可长期存活,时间之长足以刺激土壤生物产生变化,影响植物生长和营养循环进程。虽然仍不清楚此类就地观测的程度,但是基因工程细菌引起植物死亡的发现也说明如果使用此种土壤改良有杀伤农作物的可能。
致命基因工程鼠痘病毒偶然产生
澳大利亚研究员在研发对相对无害的鼠痘病毒基因工程时竟意外制创造出可彻底消灭老鼠的杀手病毒。
研究员们将白细胞间介素4的基因(在身体中自然产生)插入到一种鼠痘病毒中以促进抗体的产生,并创造出用于控制鼠害的鼠类避妊疫苗。非常意外的是,插入的基因完全抑制了老鼠的免疫系统。鼠痘病毒通常仅导致轻微的症状,但加入IL-4基因后,该病毒9天内使所有动物致死。更糟的是,此种基因工程病毒对接种疫苗有着异乎寻常的抵抗力。
经改良的鼠痘病毒虽然对人类无影响,但却与天花关系十分密切,让人担心基因工程将会被用于生物战。一名研究员在谈及他们决定出版研究成果的原因时曾说:" 我们想警告普通民众,现在有了这种有潜在危险的技术","我们还想让科学界明白,必须小心行事,制造高危致命生物并不是太困难。"
杀虫剂使用的增加大部分是由于HT作物,尤其是HT大豆使用的杀虫剂增加,这一点可追溯到对HT作物的严重依赖性以及杂草管理的单一除草剂(草甘磷)使用。这已导致转移到更加难以控制的杂草,而某些杂草中还出现了遗传抗性,迫使许多农民在基因工程作物上喷洒更多的除草剂以对杂草适当进行控制。HT大豆中的抗草甘膦杉叶藻(marestail)于2000年在美国首次出现,在HT棉花中也已鉴别出此种物质。
其它 研究显示,基因工程农作物本身也会对其使用的除草剂产生抗性,引发严重的自身自长作物问题(同一块地里早先 种植 的作物种子发芽的植物后来变成杂草)并迫使进一步使用除草剂。加拿大科学家证实了抗多种除草剂之基因工程油菜的迅速演化,此种作物因花粉长距离传播而融合了不同公司研制的单价抗除草剂特性。
此外,科学家还在2002年确认了转基因可从Bt向日葵移动到附近的野生向日葵,使杂化物更强、对化学药品更具抗性,因为较之无基因控制的情况,杂化物多了50%的种子,且种子健康,甚至在干旱条件下也如此。
北卡罗莱那州大学的研究显示,Bt油菜与相关杂草、鸟食草之间的交叉物可产生抗虫性杂合物,使杂草控制更困难。
好了,关于“重组DNA(基因工程)的主要步骤。”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“重组DNA(基因工程)的主要步骤。”有更全面、深入的认识,并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。