基因的克隆与研究

基因的克隆与研究家扬书院151作者：周天富基因，即编码蛋白质或DNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位，也是染色体或基因组的一段DNA序列。基因克隆则是通过分、切、连、转、选等手段，最终通过相应技术手段，将目的基因导入寄主细胞中被大量复制，实现基因的克隆。在杨传平对白桦的分析中，白桦是通过三对同源染色体表达出一种性状，也就是“ABC模型”，其特点是在于使白桦的遗传信息更趋于稳点，其开花时间也大大缩短，从授粉到次生造细胞形成仅仅用了两个多月，这使得白桦的繁衍速度大大的提升，因为白桦多用于建筑，家具、造纸业，因此加速其繁殖就显得十分有利，增大经济效益。因此人们也对此进行了相关实验，研究发现伴随着碱基对序列的差异，他们在功能上也会发生变化。其中BPLAGL在雄花序发育阶段表达量极低，说明雄花序发育可能与BPLAGL无关。相对于通过基因序列改变育种期限，植物克隆大大改进了前者，但操作过程却复杂得多，我们需要将植物基因大量收集，即基因库。目前已知序列的植物基因表达达到了100多种，当我们要选择克隆基因时，可以先从数据库找到有关的序列，然后通过序列克隆、功能克隆、表达差异克隆等方式进行克隆。文献：白桦抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因克隆及表达分析CloningandExpressionAnalysisofAnAPXGenefromBetulaplatyphylla序列克隆，通常采用PCR的方法克隆基因，利用已知的序列，设计一条核苷酸序列对目标DNA序列进行碱基对的互补配对，实现基因序列的复制。以DNA一条链为模版链，与设计的核苷酸序列进行螺旋，经过多次螺旋后，即目的基因被扩增，用酶切分析法来测所得的基因序列，并于一直序列进行比较，方法简便快捷，国内也已经克隆出了豌豆外源凝聚素基因，酵母超氧化物歧化酶基因，睡到富硫10KD醇溶蛋白质等。但对于某些序列是未知的，而生理生化相似的，我们则采用功能克隆，类似的，我们需要构建基因文库，构建cDNA文库，PCR扩增发等操作进行。其中构建cDNA文库比较重要，以cDNA的第一条链作为模版链合成，根据蛋白质氨基酸序列合成制成探针，通过得到的核苷酸序列余元核苷酸序列进行对比，从而完成相应的基因克隆。定位克隆则是对于生化功能不清楚来研究的，现在已经有许多植物，尤其是庄家的分子上定位了许多农艺性状和经济性状的基因，比如植物的抗病性，抗逆性，抗虫性等，定位克隆是连锁标记出发，克隆出整条染色体移到靶基因，但也有奇缺性DNA序列存在重复性，但以PCR为基础的标记分子在许多方面补充替代了RFLP标记，这样一来分子的标记密度大大的提高，定位的目标基因也越来越准确，是现在某一基因进行定位克隆。而其中表达差异克隆，个人认为该技术比较新颖，技术含量更高，他建立在定位克隆的基础上，虽然我们不知道某些植物的基因产物，但不同植物有其不同的性状，也就是差异，根据这点我们可以将它进行克隆。利用转座子技术，目前已经克隆出20多种基因，但也有其缺点，他多以拷贝的形式存在，不能排除基因突变所带来的隐患，是的克隆出的基因所表现出的形状不稳定，所以我们利用转座子技术来减小突变的随机性，是突变的范围限制在可控的范围之内，增加表达差异克隆的成功率。文献：植物抗病基因克隆与功能研究进展Recentadvancesincloningandfunctionalanalysisofplantdiseaseresistancegenes基因的发展也将对人类的造福迈进一大步，是一个具有划时代意义的符号。为什么说基因克隆能造福人类呢？我们用实验来验证。我们淡水资源越来越贫乏，越来越趋向于盐渍化，而水稻的耐盐性相关的基因进行克隆，使其得以推广。其中脯氨酸是水溶性最大的氨基酸，它可以维持胞质的水分表性，是保内细胞免受盐离子的胁迫，达到耐盐的效果。LEA能够在植物受盐胁迫时表达其相关性状，LEA的基因表达与植物受环境胁迫成正相关，也是对植物细胞进行提醒和保护作用，先前人们通过大卖的LEA-2基因转入水稻植物体，是谁到具有高耐盐性，研究发现OsbZIP123氨基酸作为转录激活因子倒入洋葱体内，不仅能发出绿色荧光作为定位基因，同时也表现出对干旱、高耐盐性状以及附加耐旱等优点，具有巨大的潜在价值。质外体pro对水稻耐盐性也具有重大作用，该pro在初期对耐盐的性状也表现得十分明显，这也验证了质外体pro对耐盐型的抵抗能力，因此，利用克隆的方式，扩大对质外体pro的复制及培养，能够有限的缓解对水稻受盐的迫害作用。文献：植物耐盐的生理机制及基因工程新进展AdvancesinResearchontheMechanismofPlantSalinityToleranceandRecentExperimentationwithTransgenicPlants对于动物的克隆，人们也不断地研究当中，早从1996年“多莉羊”的诞生，代表人们已经实现了克隆，但克隆出的动物生命极其短暂，而且疾病也较为频繁，因此人们也对此进行了更深的研究。李林春对动物克隆的研究中表明，如果人们能将其克隆，那么可以对人类疾病进行自我治愈，尤其是一些难以治愈的疾病，比如帕金森综合症，将病人的组织细胞与复制出的细胞进行移植，是治愈疾病的一种有效手段，虽然克隆人在法律上是禁止的，但我们可以克隆出相应的人体器官来治愈，在医疗方面进行一次大改革，随着人类胚胎细胞的不断完善，大量生产治疗疾病的干细胞将会替代一些副作用的药物。尽管如此，克隆在成本、时间以及优良品种的选择受到了极大的限制，我们一般会选择雄性的优良品种，使其与多个此行进行交配，对于双亲来说，又由于减数分裂，其优良品种能够遗传下来，但只有克隆才能保存优良个体，而且克隆指数还能克服物种在自然状态下交配成功率低的问题，使其能够大量克隆，单克隆死亡率的不足，随意克隆的技术还需要不断地完善和进步，也需要分子细胞学，遗传学，发育生物学等基础学科的进一步发展和研究。文献：转基因动物克隆技术的应用及生物反应器的建立TransgenicAnimalCloningTechnologyApplicationsandtheEstablishmentofBioreactor