将外源基因通过体外重组后导入受体细胞,使该基因能在受体细胞内复制、转录、翻译和表达,整个操作称为基因重组技术
要实施该技术必须具备四大要素:工具酶、载体、基因和受体(宿主)细胞
22楼 一、工具酶: 基因工程的基本技术是人工进行基因的剪切、拼接、组合
基因是一段具有一定功能的 DNA分子,要把不同基因的 DNA 线形分子片段准确地切出来,需要各种限制性核酸内切酶(restriction endonuclease);要把不同片段连接起来,需要 DNA 连接酶(DNA ligase);要合成基因或其中的一个片段,需要 DNA 聚合酶(DNA polymerase)等
因此,酶是 DNA 重组技术中必不可少的工具,基因工程中所用的酶统称为工具酶
工具酶就其用途而言可分为三大类:限制性内切酶、连接酶和修饰酶,其中限制性内切酶为一大类酶(达上千种)
基因重组正是利用了这些工具酶对 DNA 分子进行一系列的酶催化反应,才得以在体外实现 DNA 分子的切割和连接
因此,工具酶的发现为基因操作提供了十分重要的技术基础
首先重点介绍限制性内切酶(restriction endonucleases=restriction enzyme),其他酶在相关内容中再一一介绍
从分子生物学发展历史看,核酸限制性内切酶的发现和应用对该学科发展所起的作用是难以估量的
首先使外源基因在大肠杆菌中克隆的实验是在1973 年完成的,Stanley Cohen,Herbert Boyer(见补充资料 2
1)正是利用了限制性内切酶这一分子手术刀才得以实现
核酸限制性内切酶是原核生物中的一类能识别双链 DNA 中特定碱基顺序的核酸水解酶
原核生物的限制和修饰系统犹如高等动物的免疫系统,依靠一对识别相同序列的核酸限制性内切酶和甲基化酶活性来对抗外来 DNA 的入侵:当自身的基因组在复制完成下轮 DNA 复制尚未