第5章 目的基因的获取
【本章简介】 基因工程的主要目的就是外源基因的获得与表达。要分离、改造、扩增或表达的基因称为目的基因。获得目的基因片段是基因工程研究和应用的关键内容。一般来说,获取目的基因的策略可分为两大类:一类是已知基因序列,可利用PCR扩增技术直接扩增或用化学合成法直接合成目的基因;另一类是未知基因序列,首先构建生物个体的基因文库即基因组文库或cDNA文库,也就是将生物体的全基因组分段克隆或mRNA逆转录的cDNA克隆构建基因文库,再采用直接分离法或建立合适的筛选方法如分子杂交和免疫学方法等,从基因组文库或cDNA文库中筛选出含有目的基因的重组克隆,然后将之克隆表达。随着人类基因组及其他许多模式生物、重要物种基因组测序工作的完成,依托网络资源的基因组数据库、蛋白质数据库、核苷酸数据库、EST数据库等日益丰富,基于表达序列标签的电子克隆以及基因组序列的新基因预测软件的开发,采用生物信息学方法包括同源性检索、聚类、序列拼装等为克隆新基因带来了新的策略和重要方法。
基因工程是通过人工方法分离、改造、扩增并表达生物的特定基因,进而开展遗传研究或获得有价值的基因产物。要研究或应用的基因或DNA片段称为目的基因(target gene),也就是要分离、改造、扩增或表达的基因。根据不同的研究需要,目的基因可能是具有完整功能的基因,包含编码区、转录启动区、终止区;只具有编码序列的基因区;只含启动子或终止子等部件的DNA片段。所需目的基因的来源,不外乎是分离自然存在的基因或人工合成基因,用PCR法、化学合成法、cDNA法及建立基因文库的方法来筛选。一般来说,目的基因的克隆策略分为两大类:一类是构建感兴趣的生物个体的基因组文库或cDNA文库,即将某生物体的全基因组分段克隆或将mRNA逆转录的cDNA克隆,然后建立合适的筛选模型从基因文库中挑出含有目的基因的重组克隆;另一类是利用PCR扩增技术或化学合成法体外直接合成目的基因,然后进行克隆表达。