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基因工程化學合成方法有哪些

發布時間:2023-05-01 07:17:23

A. 基因工程,如果目的基因的序列已知,我們可以用化學方法合成目的基因,這里的化學方法具體指什麼

一.磷酸二酯法

磷酸二酯法的基本原理是,將二個分別在5′-或3′-末端帶有適當保護基的脫氧單核苷酸連接起來,形成一個帶有磷酸二酯鍵的脫氧二核苷酸。
DNA合成所採用的出發原料是脫氧核苷酸或脫氧單核苷酸;它們都是多功能團的化合物。必須將不參加反應的基團用適當的保護基因選擇性地保護起來。這樣,具5′保護的單核苷酸,便能夠通過它的3′-OH
同另一個具有3′保護的單核苷酸的5′-P之間定向地形成一個二酯鍵,從而使它們縮合成兩端均被保護的二核歷扮衫苷酸分子。實驗中使用的各種不同的保護基團,有些可以通過酸處理移去,有些則可以用鹼處理移去。一端脫保護的二核苷酸分子,如帶5′保護的二核苷酸分子,又能夠同另一個帶3′-保護的單核苷酸分子進行第二次縮合反應,形成一個三核甘酸分子。這樣從縮合反應開始,到保護基團的消除,再進行新一輪縮合反應。如此反復進行多次,直到獲得所需長度的寡聚脫氧核苷酸為止。肢腔


二.亞磷酸三酯法

原理是將所要合成的寡聚核苷酸鏈的3′-末端先以3′-OH與一個不溶性載體,如多孔玻璃珠(CPG)連接,然後依次從3′-5′的方向將核苷酸單體加上去,所使用的核苷酸單體的活性官能團都是經過保護的。


三.寡核苷酸連接法

化學合成寡聚核苷酸片段的能力一般局限於150~200bp,而絕大多基因的大小超過了這個范圍,因此,需要將寡核苷酸適當連接組裝成完整的基因。常用的基因組裝方法主要有以下二種:
第一種方法是先將寡聚核苷酸激活,帶上必要的5』-磷酸基團,然後與相應的互補寡核苷酸片段退火,形成帶有粘性末端的雙鏈寡核苷酸片段,再用T4DNA連接酶將它們彼此連接成一個完整的基團或基團的一個大片段。
第二種方法是將兩條具有互補3』末端的長的寡核苷酸片段彼此退火,所產生的單鏈DNA作為模板在大腸桿菌DNA聚合酶Klenow片段作用下,合成出相應的互補鏈,所形成的雙鏈DNA片段,可經處理插入適當的載體上。
限制化學法合成基因的因素主要有三:①已知序列且有應用價值的基因很少,而植物來源的基因更少;
②化學合成的寡核苷酸片段長度有限,經基因組裝才能合成較大的目的基因,而這缺局往往使基因制備難度加大;
③化學基因合成相比之下比較昂貴。

B. 人工合成目的基因的辦法

人工合成基因有以下兩種辦法:
一·基因工程。
(一)概念:基因工程是指按照人們的願望,進行嚴格的設計,通過體外DNA重組和轉基因技術,賦予生物以新的遺傳特性,創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的,又叫做DNA重組技術。
基因工程的原理及技術

原理:基因重組

第一步:目的基因的獲取

1.目的基因是指: 編碼蛋白質的結構基因 。

2.原核基因採取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。

3.PCR技術擴增目者培梁的基因

(1)原理:DNA雙鏈復制

(2)過程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。

第二步:基因表達載體的構首運建

1.目的:使目的基因在受體細胞中穩定存在,並且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發揮作用。

2.組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因

第三步:將目的基因導入受體細胞_

1.轉化的概念:是目的基因進入受體細胞內,並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。

2.常用的轉化方法:

將目的基因導入植物細胞:採用最多的方法是 農桿菌轉化法。

將目的基因導入動物細胞:最常用的方法是 顯微注射技術。此方法的受體細胞多是 受精卵。

3.重組細胞導入受體細胞後,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。

第四步:目的基因的檢測和表達

1.首先要檢測 轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是採用 DNA分子雜交技

術。

2.其次還要檢測 目的基因是否轉錄出了mRNA,方法是採用 用標記的目的基因作探針與mRNA雜

交。
二·蛋白質工程

1·概念:蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎,通過基因修飾

或基因合成,對現有蛋白質進行改造,或製造一種新的蛋白質,以滿足人類的生產和生活的需

求。(基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質)

2·蛋白質工程崛起的緣由:基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質。

3·蛋白質工程的基本原理:它可以根據人的需求來設計蛋白質的結構,又稱為第二代的基因工

程。

4·基本途徑:從預期的蛋白質功能出發,設計預期的蛋白質結構,推測應有的氨基酸序列,找中豎到

相對應的脫氧核苷酸序列(基因)以上是蛋白質工程特有的途徑;以下按照基因工程的一般步驟

進行。(注意:目的基因只能用人工合成的方法)

C. 基因合成的方法有哪些

目前人圓殲蠢工合成基因的方法主要有兩條.一條途徑是以目的基因轉錄成的信橘陪使RNA為模版,反轉錄成互補的單鏈DNA,然後在酶的作用下合改臘成雙鏈DNA,從而獲得所需要的基因.

D. 人工合成目的基因的方法有哪些途徑

目前人工合成基因的方法主要有兩條。一條途徑是以目的基因轉錄成的信使rna為模版,反轉錄成互補的單鏈dna,然後在酶的作用下合成雙鏈dna,從而獲得所需要碰沖的基因。
另一條途徑是根據已知的蛋白質的氨基酸序列,推測出相應的信使rna序列,然後按照鹼基互補配對的原則,推測出它的基因的核苷酸序列,悶吵薯再通過化學方法,以單核苷酸為原料合成目的基因。如人的血紅蛋白基因胰螞者島素基因等就可以通過人工合成基因的方法獲得。

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