基因工程的过程主要包括以下几个步骤:
目的基因的制备
对于序列已知的目的基因,可以通过PCR(聚合酶链式反应)扩增方法获得。PCR是一种体外DNA快速扩增技术,通过一系列的循环反应,在体外合成目的基因。
对于序列已知的较短目的基因,可以直接通过化学合成方法获得。
对于序列未知的目的基因,可以通过构建基因文库或cDNA文库,然后通过探针筛选获得目的基因。
载体的选择
载体需要具备在宿主细胞中自主复制和表达的能力,携带筛选的标记,并含有多个克隆位点。常用的载体包括质粒载体、噬菌体载体和YAC等。例如,实验中选取的大肠杆菌表达载体pET,蛋白表达后存在His tag。
目的基因与载体的体外重组
使用相同的限制性内切酶使外源DNA分子与载体DNA分子产生相同的黏性末端或平末端。
用DNA连接酶(如T4 DNA连接酶)将两者连接起来,在体外获得重组DNA分子。
将重组DNA片段导入受体细胞
借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径,将含有目的基因的重组质粒导入受体细胞。例如,将细菌用CaCl2处理,增大细胞壁的通透性,使重组质粒进入受体细胞。
筛选含有目的基因的受体细胞
由于处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少,需要将含有目的基因的细胞筛选出来。通常用大量的受体细胞来接受不多的目的基因,以确保目的基因的有效利用。
目的基因的表达
导入受体细胞后,目的基因会随着宿主细胞的增殖而表达,产生相应的蛋白质或性状。可以通过各种方法检测目的基因的表达,例如使用特定的抗体进行免疫检测。
总结起来,基因工程的过程包括目的基因的制备、载体的选择、体外重组、导入受体细胞、筛选和表达目的基因。每一步都需要精确的操作和严格的实验条件控制,以确保最终结果的准确性和可靠性。