重組DNA - 維基百科，自由的百科全書

在醫學中透過使用病毒載體可以把重組DNA插入到細菌的質體結構中去。

質體是大多數細菌如大腸桿菌擁有的染色體外自我複製的環狀DNA。

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（幫助、討論） 重組DNA（rDNA）是一種人工合成的去氧核糖核酸。

它是把一般不同時出現的DNA序列組合到一起而產生的[1]。

從遺傳工程的觀點來看重組DNA是把相關的DNA添加到已有生物的基因組中，比如細菌的質體中，其目的是為了改變或者添加特別的特性，比如免疫[1]。

重組DNA與遺傳重組不是一回事。

它不是重組細胞內或者染色體上已經存在的基因組，而完全是透過外部工程達到的[1]。

重組織蛋白質是從重組DNA合成出來的蛋白質[2]。

重組DNA技術是1973年由斯坦利·諾曼·科恩和赫伯特·玻意爾設計的。

1974年他們發表了他們的設計[3]。

在這篇論文中他們描述了分離和放大基因或者DNA片段，然後精確地把它們插入其它細胞中，由此製造出基因轉移細菌。

沃納·亞伯、丹尼爾·那森斯和漢彌爾頓·史密斯發明了限制酶才使得重組DNA技術可行，為此他們獲得了1978年諾貝爾醫學獎。

目次 1介紹 2使用和方法 2.1複製和與質粒的關係 2.2嵌合子質粒 2.3人工胰島素的生產 3腳註 4參考文獻 5參看 6外部連結 介紹[編輯] 由於DNA在生物繁殖和特性顯示中的重要性，因此在透過病毒或者非病毒載體改變或者抵消一個由基因或者外部影響導致的對細胞或者生物的不良效應時DNA有非常大的重要性，不論被改變的特性是所希望的還是不希望的[4]。

透過使用重組DNA被確認是重要的基因可以被放大，隔離，用到其它物種中去或者可以用來治療遺傳病或者遺傳缺陷，以及為解決複雜的生物學問題提供一個截然不同的解決方式[4]。

使用和方法[編輯] 複製和與質體的關係[編輯] 主條目：分子選殖 複製（cloning）的使用與經典生物學中的重組DNA有關。

在經典生物學中複製是指一個從一個父母生物上衍生出來的細胞或者生物[1]，在現代生物學中這個詞指的是從一個細胞中衍生出來的完全相同的一群細胞[1]。

在經典生物學中重組DNA被用來提供原始細胞。

透過細胞分裂寄住生物應該能夠複製從原始細胞帶來的特徵。

最早使用重組DNA的是細菌，因此它也是重組DNA的經典例子。

在醫學中透過使用病毒載體可以把重組DNA插入到細菌的質體結構中去[1]。

質體是大多數細菌如大腸桿菌擁有的染色體外自我複製的環狀DNA。

質體上的基因與分解代謝和新陳代謝有關[1]。

它們使得帶有這些基因的細菌能夠在其它細菌存在的情況下或者在其它環境中生存和繁殖。

它們往往具有抵抗噬菌體、抗菌素和一些重金屬的特性[1]。

透過限制酶它們可以比較容易地被消除或者分立出來[1]。

在受到限制酶處理後質體往往會斷開，這時可以把特意挑選的DNA段添加進去。

這些DNA段比如可以生產胰島素、生長激素和催生素之類的肽類激素藥物。

在把這些有用的基因加入質體之後這些細菌被用作病毒載體，它們不斷複製並且把被更改的基因感染到其它細胞中去，增加攜帶重組DNA的細胞數量。

在基因治療中質體的使用也是一個關鍵因素。

在這裡使用的病毒是複製載體。

這些病毒透過病毒複製把重組DNA上的基因運輸和傳遞給受感染的生物[1]。

一般這樣的質體含有三個組成部分：一個複製器、一個選擇標記和一個複製位點[1]。

複製器標誌著複製的起點。

標記則是一個含有抗抗菌素特徵的基因，或者其它有用的基因，比如可以顯示重組DNA被成功插入的螢光基因[1]。

複製位點則標誌著限制酶應該劈開的一個或者多個位點[1]。

大多數真核生物沒有質體，酵母是一個例外[5]。

此外農桿菌的Ti質體可用來把陌生的DNA插入多種植物的基因中。

其它把重組DNA插入真核生物的方法有同源重組和使用被更改的病毒。

嵌合子質體[編輯] 使用T4連接酶把兩個「平整末端」組合為嵌合子質體 假如重組DNA被繼續更改或者改變來包含更多的DNA束，其結果出現的分子被稱為「嵌合子」DNA分子。

嵌合子質體實際上是相當常見的。

在一個生物體的一生中成千上萬其它細菌細胞和生物體的載體不斷蔓延，因此這些細菌細胞和生物體都含有原始嵌合子DNA的多份拷貝版本[1]。

產生嵌合子質體的過程不好控制，預計的添加其它外來DNA的結果不一定產生，有時也會導致無法使用的質體。

簡單地說，首先質體結構被線性，這樣可以把互補的外來DNA貼到單鏈「懸垂」上，或者在DNA分子的「粘性末端」貼上用限制酶產生的S狀的或者條狀的DNA分子[1]。

最初大腸桿菌最常被用來作為貢獻質體的載體，後來EcoRI衍生物很常用，後者尤其是它的多樣性非常有用。

透過氯黴素和壯觀黴素可以阻止其複製來添加新的DNA。

後來這些抗菌素被pBR322質體取代。

透過粘性末端或者透過平整末端外來DNA可以被粘到質體上。

比如透過T4連接酶可以在平整末端的3-碳氫氧基和5-碳PO4基之間產生共價鍵。

根據用來劈開的限制酶總是可以在外來DNA和原質體的劈開點之間沾合[4]。

人工胰島素的生產[編輯] 1921年正式發現胰島素。

發現胰島素後，生產問題很快就被解決了。

因為牛、豬甚至一些種類的魚的胰臟生產的胰島素也可給人使用。

在此後的數十年，這個方法是1型糖尿病的主要治療方法。

動物胰臟生產的胰島素純度不斷被提高，生產方法也不斷精化。

但是基因工程技術的贊成者依然不斷地強調這個傳統生產胰島素方式有一個隱藏的問題：在不久的將來會發生供給不足。

不過也有人認為這個供給不足問題實際上不存在，因為它是在使用一個錯誤的前提的情況下獲得的結果[6]。

科學家和企業家都希望他們能夠發明另一種合成這個激素的方法，其原因是因為他們互相之間的競爭以及新方法能夠帶來的榮譽和財富。

胰島素是一種比較簡單的激素，因此它的生產方法應該比較簡單。

研究人工合成胰島素的主要目的不在於治療糖尿病，而在於證明其使用的技術的可行性。

假如科學家能夠證明人工合成的胰島素可以安全地和效益高地被生產，那麼這個技術本身就會受到接受，並為其他產品的生產以及它們能夠帶來的財富打開門戶。

重組DNA技術最大的突破正在於生物合成人胰島素。

這個突破在1978年由莉迪亞維拉-科馬羅夫和她的團隊率先達到。

在技術上載人體內生產胰島素的基因系列寡核苷酸被注入大腸桿菌內。

每106個細菌中只有一個細菌接受了這個系列。

但是由於大腸桿菌每30分鐘分裂一次，因此這不成問題，因為在24小時內就已經有上億萬生產胰島素的細菌了[7]。

腳註[編輯] ^1.001.011.021.031.041.051.061.071.081.091.101.111.121.131.14JeremyM.Berg、JohnL.Tymoczko和LubertStryer.Biochemistry.舊金山:W.H.Freeman.ISBN 0-7167-8724-5.  ^合成蛋白质手册(PDF).[2009-02-14].（原始內容存檔(PDF)於2011-07-22）.  ^斯坦利·諾曼·科恩、ChangAC、赫伯特·玻意爾和HellingRB.Constructionofbiologicallyfunctionalbacterialplasmidsinvitro.PNAS.1973年,70(11):3240–3244.PMID 4594039.  ^4.04.14.2NathanP.Kaplan、NathanP.Colowick和RayWu.RecombinantDNA,Volume68:Volume68:RecombinantDnaPartF(MethodsinEnzymology).AcademicPress.1980年.ISBN 0-1218-1968-X.  ^Plasmidsineukaryoticmicrobes:anexample（有质粒的真核微生物）.[2007年6月5日].（原始內容存檔於2018年10月8日）.  ^InvisibleFrontiers:TheRacetoSynthesizeaHumanGene（1987年） ^HumaninsulinfromrecombinantDNAtechnology-Johnson219(4585):632-Science.[2009-02-14].（原始內容存檔於2009-02-12）.  參考文獻[編輯] Garret,R.H.;Grisham,C.M.,Biochemistry,SaundersCollegePublishers,2000,ISBN 0030758173 . Colowick,S.P.;Kapian,O.N.,MethodsinEnzymology-Volume68;RecombinantDNA,AcademicPress,1980,ISBN 012181968X . 參看[編輯] 基因工程 基因轉移生物 分子選殖 運載體 外部連結[編輯] FactSheetDescribingRecombinantDNAandElementsUtilizingRecombinantDNASuchasPlasmidsandViralVectors,andtheApplicationofRecombinantDNATechniquesinMolecularBiology PlasmidsinYeasts（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 閱論編基因工程基因轉移生物農作物玉米（英語：Geneticallymodifiedmaize） MON810 MON863 StarLink 基因轉移玉米品種列表（英語：Listofvarietiesofgeneticallymodifiedmaize） 馬鈴薯（英語：Geneticallymodifiedpotato） Amflora 黃金大米 Goldenrice 大豆（英語：Geneticallymodifiedsoybean） Roundupreadysoybean VistiveGold 番茄（英語：Geneticallymodifiedtomato） FlavrSavr 棉花 Btcotton 其它 北極蘋果 阿拉伯芥 Brinjal Canola 番木瓜 藍玫瑰 SmartStax Sugarbeet 菸葉 Trees Wheat Mustard 動物哺乳動物（英語：Geneticallymodifiedmammal） Mouse 基因剔除小鼠 Oncomouse 環保豬 赫爾曼公牛 Knockoutrat 其他動物 Insects Fish 螢光魚 Salmon 鳥類 青蛙 細菌及病毒 Ice-minusbacteria B型肝炎疫苗 Oncolyticvirus 進程（英語：Geneticengineeringtechniques）插入DNA 農桿菌屬 Biolistics Electroporation 轉導 脂質轉染 Microinjection 體細胞核移植 轉染 類型 重組DNA Transgenesis Cisgenesis 用途農業方面 基因改造食品 基因轉移食品爭議 生物產藥 公司 BASF 拜耳 美國陶氏益農 DuPontPioneer 孟山都 先正達 人類基因治療及診斷 基因治療 基因增強 基因檢測 研究中 基因剔除 基因敲落 基因靶向 相關文章 基因工程歷史 基因轉移 Detectionofgeneticallymodifiedorganisms 基因污染 Geneticsinfiction 人類增強 Reversetransfection 超人類主義 Geneticuserestrictiontechnology 法規（英語：Regulationofgeneticengineering） 卡塔赫納生物安全議定書（英語：CartagenaProtocolonBiosafety） 地理 Europe Africa Asia NorthAmerica(US) SouthAmerica Oceania 類似領域 合成生物學 克隆 幹細胞 生物學 遺傳學 生物技術 生物倫理學 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=重組DNA&oldid=66048894」 分類：​生物技術分子遺傳學隱藏分類：​含有英語的條目CS1含有外文文本需要校對的頁面 導覽選單 個人工具 沒有登入討論貢獻建立帳號登入 命名空間 條目討論 臺灣正體 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 閱讀編輯檢視歷史 更多 搜尋 導航 首頁分類索引特色內容新聞動態近期變更隨機條目資助維基百科 說明 說明維基社群方針與指引互助客棧知識問答字詞轉換IRC即時聊天聯絡我們關於維基百科 工具 連結至此的頁面相關變更上傳檔案特殊頁面靜態連結頁面資訊引用此頁面維基數據項目 列印/匯出 下載為PDF可列印版 其他專案 維基共享資源 其他語言 العربيةBosanskiCatalàDeutschΕλληνικάEnglishEsperantoEspañolEuskaraفارسیSuomiFrançaisGalegoעבריתHrvatskiBahasaIndonesiaIdoItaliano日本語한국어മലയാളംBahasaMelayuNederlandsOccitanPortuguêsSrpskohrvatski/српскохрватскиSlovenčinaSlovenščinaСрпски/srpskiSvenskaTürkçeTiếngViệt 編輯連結