目的基因(gene of interest),也稱靶標基因,是指在實驗中研究或操縱的特定基因。
在基因克隆過程中目的基因就是要分離、純化、克隆并轉(zhuǎn)化到生物體的那個可以帶來預期表型性狀如抗蟲或耐除草劑的基因。
簡介
目的基因(gene of interest),也稱靶標基因,是指在實驗中研究或操縱的特定基因。比如,轉(zhuǎn)基因研究中轉(zhuǎn)入到生物體內(nèi)的外源的抗蟲基因Bt或抗除草劑基因CP4-EPSPS等。
目的基因可以是生物體本身的,也可以是來自不同生物體的。比如Bt基因來自蘇云金芽孢桿菌。
操作
目的基因相關的操作包括目的基因鑒定、分離、克隆、轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化后鑒定和測試等,簡單闡述如下。
目的基因的分離
通常,目的基因要么是已知供體生物基因組“文庫”的一部分,要么是來自于先前未研究過的供體生物基因組。無論是哪種情況,聚合酶鏈式反應(PCR)技術都可以是目的基因倍增至生成構(gòu)建體所需的數(shù)百萬拷貝的水平。
目的基因的克隆
當產(chǎn)生許多拷貝的目的基因后,可以通過酶切反應(或gataway系統(tǒng)),將目的基因酶促連接到構(gòu)建載體中,然后將整個構(gòu)建在細菌中表達,從報告基因選取陽性轉(zhuǎn)化體,通常涉及含有插入脫氧核糖核酸的菌落中的一些顏色變化。挑取陽性菌落,做液體培養(yǎng),提取質(zhì)粒DNA,進行酶切,切膠純合。獲得的DNA可用于后續(xù)的轉(zhuǎn)化。
目的基因的轉(zhuǎn)化
根據(jù)不同的物種,將目的基因轉(zhuǎn)化到受體細胞的方法不一樣。轉(zhuǎn)基因植物的轉(zhuǎn)化方法有:農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法、基因槍轉(zhuǎn)化法、莖尖轉(zhuǎn)化法、葉綠體轉(zhuǎn)化法、碳化硅纖維介導法、真空滲入法等。轉(zhuǎn)基因動物常用的轉(zhuǎn)化方法有:體細胞核移植技術、慢病毒屬載體法、轉(zhuǎn)座子介導的基因轉(zhuǎn)移法、RNAi 介導的基因敲除法、基因打靶技術和誘導性多潛能干細胞法等。
陽性轉(zhuǎn)化體的鑒定
盡管還不清楚外源基因整合到受體基因組到底受哪些因素的影響,由于不受控制的整合對受體基因的不可預測的影響,在受控獲得更高準確性的整合位點尤其重要。
目的基因在受體細胞中的表達
目的基因被成功地轉(zhuǎn)化并整合到受體細胞本身不能保證基因在新的遺傳環(huán)境中能得到準確的表達。必須進行測試以確定是否存在表達,如果表達順利實現(xiàn)了,表達程度如何?顯然,在實際應用中,只有那些以足夠高的水平表達目的基因的轉(zhuǎn)基因生物才是有意義的。
目的基因在受體里的遺傳
如果轉(zhuǎn)基因后代分離比例不符合孟德爾遺傳規(guī)律,轉(zhuǎn)入的外源基因有可能干擾了內(nèi)源基因的表達。另一個原因是在受體基因組中的不同位點整合了兩個或更多個轉(zhuǎn)基因拷貝。這些都要進行育種試驗確認。
參考資料 >