2013年8月21日 星期三

提供基因的DNA在進入宿主細胞之前,先與載體結合The Donor DNA Is Joined to a Vector Before Being Introduced Into a Host Cell

探索生命《生物學》100
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1.        基因重組技術的第二步是將這些DNA片段載體vector結合。載體是一塊DNA片段,載體是運輸DNA的工具;載體將基因傳送到新的宿主細胞。
2.        DNA重組技術,對細菌使用的載體,最常見的有二種:質體plasmids噬菌體bacteriophages
3.        質體是小型、環狀的DNA分子,出現於細菌的細胞質。質體是獨立的,它與細菌細胞的主要染色體不同;有些質體只有12個基因,另外一些質體可能有主要染色體的1/5大小,這種質體帶有許多基因。
4.        細菌的質體有許多對抗多種抗生素的基因,質體基因對抗的對象包括,鏈黴素streptomycin、四環素tetracycline、安比西林ampicillin,這些質體是基因重組技術的重要工具。
5.        並非隨便一塊DNA片段都可以拿來當成載體使用,載體的DNA必須有複製的起始點replication originori)區域,讓提供的基因進入宿主後可以進行複製;
6.        缺少ori區域,不論是載體的DNA或是提供基因的DNA皆無法複製;必須要有夠多嵌入外來基因的載體,才能夠產生足夠的基因改變宿主。
7.        質體的複製是獨立進行的,它與染色體的複製無關,一個本來只有23質體的細胞,進行質體複製之後,會快地就有1千個或超過這個數字的質體。
8.        從細菌細胞分離出來的質體,放到限制酶中,限制酶將環狀的DNA分子切個成尾端帶有黏性的線性分子;另一個有機體提供的DNA,也用相同的限制酶處理,產生各種DNA片段。
9.        每一個「提供基因的DNA片段」的黏性末端的鹼基,與「質體的DNA片段」的黏性末端的鹼基,彼此是成對的、互補的,然後,將這二種DNA片段混合。
10.     「提供基因的DNA片段」的黏性末端的鹼基,與「質體的DNA片段」的黏性末端的鹼基,會配對、黏接起來,產生各種不同的組合;有些組合重新還原了質體,有些是提供基因的DNA片段彼此結合等等。
11.     這些組合裡面有基因工程人員想要的,那就是「提供基因的DNA片段」與「質體的DNA片段」鹼基互補結合,形成含有提供基因的DNA的新質體;
12.     然而,到了這一個步驟,這二種DNA片段(質體的基因與細胞提供的基因)成對的鹼基,只是以微弱的氫鍵連接,必須再用連接酶ligase黏緊DNA骨架之間的縫隙。
13.     下一步,將修飾過的質體送進細菌細胞,質體有能力使細菌細胞「轉形transform」。換句話說,當細菌細胞放進含有修飾過的質體的媒介環境中,在特殊處理下,會有少數細胞吸收質體,吸收質體的細胞比例大約是1/1000
14.     這個道理就像Griffith將無害的肺炎雙球菌,放進含有會致病的肺炎雙球菌的死細胞中,結果無害的肺炎雙球菌變成會致病的肺炎雙球菌。
15.     DNA重組技術應用的是,質體使細胞轉形的能力DNA重組技術,從其他有機體身上取得提供基因的DNA,將提供基因的DNA加入質體,質體被修飾成含有外來基因的新品種,細胞吸收新品種的質體,也得到外來基因。
16.     噬菌體bacteriophage是會感染細菌的病毒。噬菌體可作為載運「提供基因的DNA」到細菌細胞的載體vectors
17.     用噬菌體殖入外來基因的程序,一開始與質體一樣:「提供基因的DNA」與「噬菌體的DNA」用同樣的限制酶切割,產生同樣的黏狀末端;
18.     將這二種DNA片段混合後,二種DNA的黏狀末端的鹼基配對結合,再以接合酶補強接合點,下一步,加入噬菌體蛋白質,噬菌體蛋白質與DNA結合形成噬菌體
19.     接著,噬菌體接觸到細菌細胞時,會將自己的DNA注射到細菌體內,感染細菌細胞。用病毒(噬菌體)將基因輸入新宿主的程序,稱為性狀導入/轉導作用transduction
20.     噬菌體的轉導作用,比質體的轉形作用更有效率,能得到更高比例的轉殖DNA細胞。
21.     不過,噬菌體的轉導作用也有缺點,能夠放進噬菌體的DNA片段體積是有限制的,不能太大,此外,更大的問題是,只有1種或少數幾種細菌可用噬菌體的轉導作用進行基因轉殖。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;圖片來源/bio.utexas.eduocw.mit.eduBiology-pictures.blogspot

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