轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本過程 ?轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理及優(yōu)缺點 _生活知道

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理及優(yōu)缺點（轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本過程）
在上次的微頭條https://www.toutiao.com/a1666998266906635/中，我們粗略的探討了為何吃轉(zhuǎn)基因食品不會改變?nèi)祟愖陨淼倪z傳信息，但是限于篇幅很多轉(zhuǎn)基因技術(shù)相關(guān)的概念無法詳細(xì)展開，同時依據(jù)讀者反饋，相當(dāng)多的讀者都已經(jīng)不記得中學(xué)生物種基因工程的內(nèi)容，因此在作者獲得黃V后的第一條圖文就來詳細(xì)的談一談轉(zhuǎn)基因的過程。
首先是轉(zhuǎn)基因技術(shù)采取的方式，基本上轉(zhuǎn)基因技術(shù)是通過先將目的基因轉(zhuǎn)移到表達(dá)載體上，再通過表達(dá)載體整合到受體細(xì)胞的基因組中的。一般情況下，轉(zhuǎn)基因技術(shù)使用的目的基因都是自然界已經(jīng)存在的基因，跨物種或在相同物種將基因從供體轉(zhuǎn)移到受體上來達(dá)到相應(yīng)目的。

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經(jīng)常被拿來當(dāng)作基因文庫載體與微生物生物反應(yīng)器的大腸桿菌

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大腸桿菌：還是我
轉(zhuǎn)基因的第一步就是獲得目的基因，構(gòu)建對應(yīng)的基因文庫使用相應(yīng)的探測技術(shù)就能獲得相應(yīng)的目的基因。真核生物基因由于具有內(nèi)含子外顯子結(jié)構(gòu)，有時考慮也會使用信使RNA(mRNA)逆轉(zhuǎn)錄得到的cDNA文庫來獲得目的基因，這是考慮到內(nèi)含子剪切機制的有無和差異。比如在人工胰島素的大腸桿菌生物反應(yīng)器中使用的就是cDNA而非原本的人類胰島素基因，因為大腸桿菌作為原核生物是不具備內(nèi)含子剪切機制的。通過改變內(nèi)含子剪切機制同一個基因能夠產(chǎn)生多種mRNA，極大的節(jié)省了儲存空間且方便分化過程，但動物與植物具有不同的內(nèi)含子剪切機制，不同的物種內(nèi)含子剪切機制也可能有所不同。大腸桿菌同時還不具備分子伴侶和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等結(jié)構(gòu)因此通過大腸桿菌生物反應(yīng)器得到的胰島素并不具備完全的立體結(jié)構(gòu) ，需要進(jìn)一步處理才能具有正常活性，這也是很多醫(yī)用微生物反應(yīng)器的共同問題

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質(zhì)粒的復(fù)制與轉(zhuǎn)移

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菌落
獲得目的基因后的第二步是構(gòu)建基因表達(dá)載體，在植物受體中最常作為基因表達(dá)載體的是質(zhì)粒(一種細(xì)菌內(nèi)的小型環(huán)狀DNA)，質(zhì)粒具有改變細(xì)菌表型的作用，著名的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中改變了細(xì)菌表型的就是被破壞的光滑細(xì)菌所具有的質(zhì)粒。質(zhì)粒的存在使得細(xì)菌能夠靈活的改變自己的性狀。與此同時細(xì)菌還能在一定程度識別DNA的來源，通過限制性核酸內(nèi)切酶細(xì)菌可以切除病毒DNA或者其他種類細(xì)菌的質(zhì)粒。而利用這種可以切開特定回文序列的限制酶我們就可以把目的基因和標(biāo)記基因轉(zhuǎn)移到質(zhì)粒上構(gòu)建出基因表達(dá)載體Vector 。

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【轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本過程 ?轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理及優(yōu)缺點】而對于動物受體則多使用病毒表達(dá)載體，將目的基因通過限制酶轉(zhuǎn)移到病毒DNA上再侵染受體細(xì)胞。相較于轉(zhuǎn)基因植物的質(zhì)粒基因表達(dá)載體以病毒作為基因表達(dá)載體有更高的風(fēng)險，存在病毒仍具有正常功能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并擴散的可能性。且需要注意的是盡管以受體細(xì)胞為宿主的病毒侵染人類的能力應(yīng)當(dāng)較低但是不是完全沒有感染人類的可能，因此肉用轉(zhuǎn)基因動物需要更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試來確保安全，目前市面上也并沒有肉用轉(zhuǎn)基因動物
有了基因表達(dá)載體之后，最后一步是將基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，將質(zhì)粒的表達(dá)載體導(dǎo)入受體的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，花粉管通道法和顯微注射。其中農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是轉(zhuǎn)基因植物最常用的方法，花粉管通道法并不穩(wěn)定且成功案例較少，而轉(zhuǎn)基因動物則通常選擇病毒為載體而非質(zhì)粒。將含有目的基因的Ti質(zhì)粒基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，讓農(nóng)桿菌侵染受體植物的外植體，絕大部分的轉(zhuǎn)基因植物就是這樣完成的。話雖如此，但是實際的轉(zhuǎn)基因試驗中難以直接確定目的基因有無導(dǎo)入，為減少資源和時間的浪費通常還會加入標(biāo)記基因。常用的四種標(biāo)記基因包括抗生素抗性基因，除草劑抗性基因，化合物解毒酶基因以及糖類代謝基因。通過使用標(biāo)記基因與配套的選擇培養(yǎng)基便可以篩選出成功導(dǎo)入質(zhì)粒的植株。
以上內(nèi)容大部分為高考理科生物(或生物科目)必考內(nèi)容，沒有學(xué)會的小伙伴建議盡早學(xué)會，還沒學(xué)到的小伙伴也可以當(dāng)作預(yù)習(xí)，如果是已經(jīng)結(jié)束高考的小伙伴也建議復(fù)習(xí)一下這些基礎(chǔ)知識。
參考資料：
人教版高中生物選修三現(xiàn)代生物技術(shù)植物基因工程中選擇標(biāo)記基因的使用，曹修嶺于嘉林中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，《百名專家談轉(zhuǎn)基因》,

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