簡要介紹
DNA又稱去氧核糖核酸,是染色體的主要化學成分,同時也是組成基因的材料。有時被稱為“遺傳微粒”,因為在繁殖過程中,父代把它們自己DNA的一部分複製傳遞到子代中,從而完成性狀的傳播。DNA是十分龐大的生物分子。病毒含有幾千到幾十萬個核苷酸,原核生物的DNA分子平均為10E6個鹼基對,真核生物的DNA分子可達l0E9個鹼基對。
按每個基因平均為1000個鹼基對進行粗略的計算,大腸桿菌約有3000-4000個基因,而人類細胞的基因數目可高達200萬個。雖然其中某些基因,特別是真核細胞內的一些基因是多拷貝的,在基因組內有多個甚至極多個重複,實際基因數要比上述推算的基因數要少得多。儘管如此,原核細胞和真核細胞基因組內的基因數目仍然是極為驚人的。
人工合成
由於研究某些基因或者某種蛋白的生理作用,例如生理活性等,因此,需要通過人工實驗的方法合成一段全基因序列。
有效方法
經過基因工程學工作者艱苦細緻的探索研究,人們現在已經掌握了分離和製造目的基因的一些有效方法。一般來說,目前獲取目的基因的方法主要有三種:反向轉錄法、從細胞基因組直接分離法和人工化學合成法,這些方法都有一個前提,就是已有文獻報導所研究的目的基因的蛋白序列或者基因的序列。
1、反向轉錄法
這種方法主要用於分子量較大而又不知其序列的基因,它以目的基因的mRNA為模板,設計上下游引物,藉助反轉錄酶合成鹼基互補的DNA片段,即cDNA,再在DNA聚合酶的作用下合成雙鏈cDNA,亦即目的基因的雙鏈DNA。
2、基因組擴增法
利用基因組抽提試劑盒,可以從細胞、植物、血液、動物組織中直接分離基因組,設計特異擴增的引物,利用抽提的基因組為模版,直接PCR擴增,以獲取目的基因。
3、人工合成
依照某一蛋白質的胺基酸序列,或基因序列,設計全長引物,利用OVERLAP方法形成模版DNA,再利用PCR擴增的方法得到雙鏈DNA,然後將PCR產物轉化克隆至克隆載體或者表達載體中。化學合成全基因目前是準確率最高,速度最快的方法,同時可以依據密碼子在不同宿主細胞的偏愛性和不同的實驗需求,設計基因序列,提高表達水平。