您需要了解的有关质粒转化,转染和转导的所有信息
现代分子生物学的支柱之一是使用技术来操纵DNA序列(例如质粒,基因敲除的基因构建体等)并将其引入宿主细胞以测试其作用。但是,将DNA导入细胞可能采取不同的途径。那些不熟悉该领域的人可能会想知道“质粒转导是什么?”,或者听说过术语转化,转染和转导,但不确定这些技术之间的区别和相似之处。尽管这些术语有些重叠,所以它们的用法经常令人困惑或不正确。
什么是质粒转化?
简而言之,转化就是通过从环境中吸收外来DNA来改变细胞遗传密码的过程。质粒转化用于描述质粒在细菌之间的(非病毒)水平基因转移。尽管转化可能发生在自然界中,但科学家已利用这一过程达到了自己的目的,从而能够复制实验室操作的质粒并表达所需的重组DNA序列。
这个过程比较简单;科学家通过化学手段或电刺激使细菌细胞的膜对DNA具有渗透性。这些被称为“感受态细胞”的细胞将很容易从周围环境中摄取质粒DNA。一旦将感兴趣的DNA分子引入这些感受态细胞,细菌便已被质粒转化。然后可以通过包含抗生素以杀死未转化的细胞而从未转化的细胞中选择转化的细胞。通常,这是由于质粒将表达抗生素抗性基因来保护转化的细胞并确保质粒随时间和细胞分裂的维持而发生的。在此过程中,将创建质粒的许多复制子并将其传递给子细胞。
什么是质粒转染?
转染是质粒转化的一种类型,通常是动物细胞而不是细菌的转化。这个过程比常规的转换要复杂一些,因为许多实验室培养的真核细胞不能自然地吸收和复制外源DNA。尽管如此,科学家们发现了将质粒和其他外源DNA引入细胞的许多方法。
与细菌的方法非常相似,有化学和物理两种转染方法,可在细胞膜上产生瞬时孔并吸收外源DNA。这些方法的作用与概述的细菌转化方法相似,因为它们都旨在使细胞膜更具渗透性。但是,它们使用的方法不同于细菌,而是使用阳离子脂质,胶束,激光甚至是粒子枪来进行。这些方法各有利弊,但最终将取决于可用资源和研究人员的偏好。
什么是转导?
最后一种突出的方法,即转导,是其他两种方法所独有的。转导是使用病毒介导DNA片段或质粒传递的过程进入原核或真核细胞。该技术利用了病毒的自然功能,将DNA注入受感染的宿主中,但要有所改变。科学家可以修饰病毒核酸以包含特定的目标DNA序列。可以操纵许多不同类型的病毒以将重组核酸引入宿主细胞。例如,噬菌体将DNA引入细菌,慢病毒或腺病毒引入人细胞。使用这些修饰的病毒,研究人员将外源DNA掺入宿主基因组中(例如使用慢病毒或噬菌体)或瞬时表达所需的重组核酸(例如使用腺病毒)。
为了进行转导,您需要感兴趣的细胞系和感染该细胞系的病毒。此方法可能比此处讨论的其他方法更加困难,因为必须在病毒中生长和维持病毒,有时需要对其进行修饰以使其对人类无感染力,并且必须将感兴趣的DNA包装在病毒颗粒中之后,可能会感染新的宿主细胞。尽管需要克服挑战,但病毒转导是在实验室环境中进行稳定,长期转化和转染的绝佳方法。
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