最新4人工染色体载体汇总
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简述基因克隆载体的主要类型
基因克隆载体是指一类可以携带外源DNA片段并能够被复制的DNA分子。
常用于基因工程中,将特定基因序列克隆到载体DNA上,进而进行转化和表达。
根据不同的功能和应用,基因克隆载体可以分为多种类型,以下是主要的几种:
1. 质粒(Plasmid):质粒是最常用的基因克隆载体之一,通常起源于细菌,具有自主复制的能力,易于操作和扩增。
质粒通常被用于基因表达、基因敲除和基因突变等领域。
2. 病毒载体(Viral Vector):病毒载体是一类通过改造病毒而成的基因克隆载体,具有高度的转染效率和生物安全性。
病毒载体通常被用于基因治疗、免疫治疗和癌症治疗等领域。
3. 人工染色体(Artificial Chromosome):人工染色体是一种可以模拟天然染色体结构和功能的基因克隆载体,通常具有高度的稳定性和扩增性能。
人工染色体通常被用于基因组学研究和治疗复杂遗传病等领域。
4. 原核表达载体(Prokaryotic Expression Vector):原核表达载体是一类专门用于大肠杆菌等原核生物中进行基因表达的基因克隆载体。
原核表达载体通常具有高度的表达效率和易于操作的特点,被广泛应用于蛋白质制备和生物技术研究等领域。
基因工程的载体载体的特征:在寄主细胞中能够自主复制;有一种或多种限制酶的单一切割位点,并在此位点插入外源基因片段;在基因组中有遗传标记,为寄主细胞提供易于检测的表型特征;载体分子较小,以便体外基因操作;对于表达型载体还应具有与宿主细胞相适应的启动子、增强子、加尾信号等基因表达元件;载体的类型⏹质粒⏹噬菌体⏹其他载体(如:酵母人工染色体、细菌人工染色体、植物Ti质粒、动物病毒)质粒(plasmid): 多数情况下,质粒是存在于细菌染色体外的小的双链闭合环状DNA分子,能自主复制,并在细胞分裂时遗传给子代细胞⏹并不是所有的质粒都是环状分子, 在多种细菌中都发现有线性质粒⏹质粒广泛存在于原核生物中, 其大小从相对分子量小于1X106 到大于200X106质粒的形态1) cccDNA—双链闭合环状DNA2) ocDNA—开环DNA3) cDNA—线形DNA(L型)在DNA促旋酶(gyrase)作用下成负超螺旋构型, 在拓扑异构酶I的作用下解旋。
溴化乙锭(ethidium bromide,EtBr)也有解旋作用溴化乙锭插入DNA超螺旋的作用随着插入的溴化乙锭数目增加,双螺旋解旋,导致超螺旋减少直至产生环状分子的开放形式. 进一步的插入在双螺旋中引入了过多的螺旋,导致反义的超螺旋(注意B和D处的螺旋方向). 为了清楚起见,只表示了双螺旋的一条单链质粒DNA的复制类型⏹严紧型质粒这些质粒的复制是在寄主细胞严格控制之下的,与寄主细胞的复制偶联同步。
所以,往往在一个细胞中只有一份或几份拷贝⏹松弛型质粒这些质粒的复制是在寄主细胞的松弛控制之下的,每个细胞中含有10-200份拷贝,如果用一定的药物处理抑制寄主蛋白质的合成才会使质粒拷贝数增至几千份。
如较早的质粒pBR322即属于严紧型质粒,要经过氯霉素处理才能达到更高拷贝数穿梭载体(shuttle vector) 可以在两种生物体内复制的载体分子质粒的命名规则⏹小写字母p表示质粒(plasmid)⏹p后面的两个大写字母表示发现或者构建该质粒的作者或者实验室名称⏹数字表示编号⏹例:pBR322、pET21、pGEM-T质粒的宿主范围⏹质粒只编码少数几个其自身复制所需要的蛋白质,甚至在许多情况下只编码其中一个蛋白质⏹所有其他复制所需的蛋白,包括DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶等都是由宿主细胞提供的⏹质粒所编码的复制蛋白质定位在ori 附近,因此只有ori 周围的一小部分区域是复制所必需的⏹因此,把质粒的其他部分删除掉,把外源序列加到质粒上,复制仍然可以继续进行⏹质粒的宿主范围是由它的ori 决定的质粒的不相容性⏹在没有选择压力的情况下,两种质粒不能共存于同一个宿主细胞内⏹如果质粒拥有相同的复制调控机制,它们就不相容显性质粒和隐蔽质粒⏹显性质粒(表达型质粒)----除了携带与本身复制和转移有关的基因外, 还携带一些其他的基因, 宿主细胞由于含有这样的质粒而呈现出新的性状, 这样的质粒称为显性质粒⏹隐蔽质粒----无异常性状表现出来克隆载体例:pBR322、pUC18、pUC19、pGEM-T表达载体例:pET-21、pGEX⏹质粒DNA的制备碱裂解法、煮沸法、层析柱过滤法碱裂解法原理:在高pH的碱性条件下,染色体DNA和蛋白质变性,质粒DNA由于其超螺旋共价闭合环状结构,尽管其DNA的大部分氢键也断裂,但是双链DNA仍然不会分离,当恢复到中性时,染色体DNA复性,并聚集形成不可溶的网架。
动物转基因技术的种类
动物转基因技术有多种,包括但不限于以下几种:
1.显微注射法:这是最早的动物转基因技术,通过将外源基因直接
注射到受精卵细胞的原核内,然后将受精卵移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段。
这种方法的缺点是效率低、位置效应造成的表达结果的不确定性、动物利用率低等。
2.精子介导的基因转移:这种方法是将精子作适当处理后,使其具
有携带外源基因的能力,然后给发情母畜授精。
在母畜所生的后代中,有一定比例的动物是整合外源基因的转基因动物。
3.逆转录病毒载体法:通过逆转录病毒作为载体,将外源基因插入
到宿主细胞的染色体DNA中,从而获得稳定转基因的表达。
4.胚胎干细胞介导法:通过将外源基因导入胚胎干细胞,然后将这
些干细胞注入到受体动物的胚胎中,从而获得转基因动物。
5.体细胞核移植法:首先在体外培养的体细胞中举行基因导入,筛
选获得带转基因的细胞,然后将带转基因的细胞移植到受体动物的卵母细胞内,再构建成重建胚,最后将重建胚移植到受体动物的子宫内发育,从而获得转基因动物。
6.人工染色体介导的基因转移法:利用人工染色体作为载体,将外
源基因插入到人工染色体中,然后将人工染色体导入到动物细胞中,从而获得转基因动物。
人体染色体组成人体染色体是构成人类细胞核中遗传信息的重要组成部分。
人类细胞核中的染色体数量为46条,其中包括23对染色体,即22对体染色体和1对性染色体。
本文将重点介绍人体染色体的组成和功能。
人体染色体是由DNA和蛋白质组成的复合体,其中DNA是遗传信息的载体。
每条染色体都包含了大量的基因,这些基因决定了个体的遗传特征和生理功能。
人类细胞中的染色体可以通过染色体组型分为23种不同的类型,其中22种是体染色体,另外1种是性染色体。
体染色体是指除了性染色体之外的染色体,人类细胞核中共有22对体染色体。
体染色体的主要功能是进行遗传信息的传递和维持细胞的正常功能。
其中,21对体染色体是自动体染色体,另外1对体染色体是异体染色体。
自动体染色体的两条同源染色体在结构上相似,而异体染色体的两条染色体在结构上有所差异。
性染色体是指决定个体性别的染色体。
人类细胞核中有1对性染色体,男性为XY型,女性为XX型。
性染色体在遗传信息的传递中起着重要的作用,决定了个体的性别和一些性别相关的特征。
人体染色体的组成是由DNA和蛋白质组成的复合体,其中DNA是遗传信息的载体。
DNA是由四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞嘌呤)组成的,通过特定的碱基配对规则形成双螺旋结构。
蛋白质则通过与DNA相互作用来调控基因的表达和功能。
人体染色体在细胞分裂过程中起着重要的作用。
在有丝分裂中,染色体首先复制自身,然后通过纺锤体的作用进行有序的分离。
在减数分裂中,体染色体和性染色体进行交换,从而实现基因的重组和遗传信息的重新组合。
人体染色体的异常会导致一系列的遗传疾病和异常。
其中一些染色体异常是由于染色体结构的改变,比如染色体缺失、重复或倒位等。
另一些染色体异常是由于染色体数目的改变,比如染色体异常的核型,如唐氏综合征、染色体性别畸形等。
总结起来,人体染色体是构成人类细胞核中遗传信息的重要组成部分。
体染色体和性染色体在遗传信息的传递、维持细胞正常功能和决定个体性别等方面起着重要的作用。
基因⼯程的载体种类基因⼯程的载体对于外源基因的复制、扩增、传代乃⾄表达⾄关重要,其必需具备以下条件:①具有有效运载能⼒,能够进⼊宿主细胞;②对多种限制酶有单⼀或较少的切点,最好是单⼀切点,即本⾝是⼀个复制⼦,携带外源基因前后均能在宿主细胞内⾃主复制,或者能够整合到宿主细胞中;③在宿主中能控制外源基因的表达活动;④要有筛选标记,鉴定⽅便,装卸⼿续简单;⑤容易控制,安全可靠。
在基因⼯程(DNA重组)中,使⽤的载体有:①克隆载体(clone vector),即以繁殖DNA分⼦为⽬的的载体;②穿梭载体(shuttle vecto),⽤于真核⽣物DNA⽚段在原核⽣物中增殖,然后在转⼊真核⽣物细胞宿主表达;③表达载体(express vector),⽤于⽬的基因的表达。
现在对载体提出了更⾼的要求,如:⾼拷贝数、具有强启动⼦和稳定的mRNA、具有⾼的分离稳定性和结构稳定性、转化频率⾼、宿主范围⼴、插⼊外源基因容量⼤且可以重新完整地复制与转录、和宿主细胞匹配等。
此外,载体在宿主不⽣长或低⽣长速率时仍能⾼⽔平地表达⽬的基因。
但达到上述要求的载体很少,尤其是当动物细胞作为宿主细胞时,⽬前能⽤的主要时病毒,进⼊宿主的⽬的基因⼀般只能是⼀个基因,⽽以基因组或多个基因同时进⾏重组还有⼀定困难。
⼀、质粒克隆载体除酵母杀伤质粒(killer plasmid)为RNA外,其他质粒多位环状DNA分⼦,每个质粒都有⼀段DNA复制起始点的序列,帮助实现质粒的复制。
质粒⼀般决定抗⽣素的抗性、产⽣抗⽣素酶系、糖酵解酶系、降解芳⾹族化合物酶系、肠毒素及限制-修饰酶系等。
其中严紧型复制控制质粒的复制与宿主染⾊体同步,并与宿主蛋⽩质合成有关,与DNA聚合酶I活性⽆关,蛋⽩质合成停⽌,质粒与宿主染⾊体复制亦停⽌,故只有1个或少数⼏个拷贝;⽽松弛型复制控制质粒的复制与宿主染⾊体复制不同步,与蛋⽩质合成⽆关,与DNA聚合酶I活性有关,蛋⽩质合成停⽌,质粒仍可复制,故可以在宿主有10—206个拷贝。