第十四章 基因重组与基因工程

第十四章

基因重组与基因工程Chapter14generecombinationandgeneticengineering基因重组与基因工程基因重组(generecombination)是指DNA片段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。基因工程(geneticengineering）是指采用人工方法将不同来源的DNA进行重组，并将重组后的DNA引入宿主细胞中进行增殖或表达的过程。

第一节

自然界的基因转移和重组一、接合作用

当细胞与细胞相互接触时，DNA分子即从一个细胞向另一个细胞转移，这种遗传物质的转移方式称为接合作用（conjugation）。

一、接合作用接合作用的典型的例子是细菌所含的一种质粒DNA--F因子，该因子含细菌性鞭毛蛋白编码基因，当F+细菌与F-细菌接触时，性鞭毛连接就会在两细胞间形成，F因子被酶切成单链并通过性鞭毛连接桥向F-细胞转移，从而使F-细菌转变为F+细菌。

二、转化和转染由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程称为转化(transformation)。

1943年，Avery将有毒型肺炎双球菌DNA与无毒型肺炎双球菌一起培养，结果使无毒型肺炎双球菌转变为有毒型肺炎双球菌。其原因就是有毒型肺炎双球菌DNA进入无毒型肺炎双球菌中，引起其遗传性状改变。

噬菌体常常可感染细菌并将其DNA注入细菌体内，也可引起细菌遗传性状的改变。通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染(transfection)。转染是转化的一种特殊形式。

二、转化和转染三、整合和转导外来DNA侵入宿主细胞，并与宿主细胞DNA进行重组，成为宿主细胞DNA的一部分，这一过程称为整合。整合后的外来DNA仍然可随染色体DNA一起复制，并在适当的条件下进行表达，但也可在相当长的一段时间内不表达。

整合在宿主细胞染色体DNA中的外来DNA，可以被切离出来，同时也可带走一部分的宿主DNA，这一过程称为转导(transduction)。来源于宿主DNA的基因称为转导基因。

噬菌体感染宿主细胞后出现的溶菌途径和溶源菌途径就是典型的整合和转导的例子。

三、整合和转导四、转座转座又称为转位（transposition），是指DNA的片段或基因从基因组的一个位置转移到另一个位置的现象。这些能够在基因组中自由游动的DNA片段包括插入序列和转座子两种类型。

（一）插入序列插入序列：典型的插入序列（insertionsequence，IS）是长750-1500bp的DNA片段，由两个分离的反向重复序列和一个转座酶基因。当转座酶基因表达时，即可引起该序列的转座。其转座方式主要有保守性转座和复制性转座。

转座子(transposons)：是可从一一个染色色体位点点转移到到另一个个位点的的分散的的重复序序列，含含两个反反向重复复序列、、一个转转座酶基基因和其其他基因因（如抗抗生素抗抗性基因因）。（二）转转座子免疫球蛋蛋白重链链基因由一组可可变区基基因（VH）和一组组恒定区区基因（（CH）构成。通过这些些基因的的选择性性转座和重重组，就可以以转录表表达出各各种各样样的免疫疫球蛋白白重链，，以对付付不同的的抗原。。五、基因因重组的的方式常见的基基因重组组方式有有：（一）位位点特异异性重组组：在整整合酶的的催化下下，两段段DNA序列的的特异的的位点处处发生整整合并共共价连接接，称为为位点特异异性重组组。（二）同同源重组组：发生在同同源DNA序列之间间的重组组称为同源重组组(homologousrecombination)