细胞转染

转化、转染、转导、感染、接合的定义

接合（Conjugation）：原核生物中，细胞间通过纤毛接触彼此连接，这种细胞间的直接接触，称为接合。细菌在接合的时候，两个细胞直接接触处形成接合管（conjugation tube），单链 DNA可以直接通过这个通道转移，这个通道的形成需要有相应的基因表达，

如菌毛蛋白（ pilin）基因形成性菌毛（sex pilus）。一般情况下接合作用转移的基因是带有接合必须基因的质粒（接合质粒，conjugative plasmid），但是少数情况下这种质粒可整合到细菌染色体，就可能发生染色体转移 (这种含整合了接合质粒的染色体菌株被称

为高频重组菌株，high-frequency recombination, Hfr strains)。单链转移完毕，供体

和受体细胞分别合成互补链，完成接合。

转化（Transformation）：原核生物中，裸DNA本身直接转移到遗传性状相异的原核生物中而不通过其他媒介（如病毒）的过程。比如质粒转化，我们用的是纯化的质粒 DNA 本身，没有任何媒介帮助。从这个概念的内涵来说，只要 DNA 进入细菌，就完成了转化过程，所以这里不涉及转化的 DNA 是否复制和是否改变细菌的遗传性状以及蛋白是否表达等等。

转染（Transfection）：真核生物中，转染就是原核生物中转化的同义词。之所以在真核生物中使用转染这个词来代替转化，是因为人们之前已经习惯了用转化这个词表示真核细

胞变为恶性细胞。原核生物中，当细菌的转化过程中吸收的外源DNA是病毒DNA时就应该

称此过程转染。

转导（Transduction）：在原核或真核生物中，通过病毒将一个宿主的DNA整合到另一个宿主的细胞中而引起的基因重组现象。如果供体DNA未与受体DNA发生重组则称此转导过

程为流产转导。自然情况下，一些病毒与宿主 DNA 发生重组，形成新的病毒基因组，包装以后感染其他细胞，就产生转导。实验研究中，常用基因重组的办法把目的 DNA 插入病毒基因组，实现目的基因的转导。此外，这个 DNA 必须整合到新宿主细胞基因组才算实现转导，否则称为转染。普遍转导（ generalized transduction）通过完全缺陷噬菌体对供体菌任何DNA小片段的“误包”而实现其遗传性状传递至受体菌的转导现象；局限转导（restricted transduction ）通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带

到受体菌中，并获得表达的转导现象。

感染（Infection）与转导：我们说的转导是指的目的基因（宿主 DNA）的转移过程，其主体是目的基因，但是实现转导的手段是病毒感染，这里的主体是病毒载体。所以我们可以

这样说：通过逆转录病毒感染，把 ADA 基因转导到造血干细胞里面。但是我们不能这样说：通过逆转录病毒转导，把ADA基因感染到造血干细胞里面。

细胞转染

稳定转染(stable transfection)：稳定转染或持久的转染是用于建立克隆的细胞系，这种细胞系中转染的目的基因整合到染色体DNA中并指导适量目的蛋白的合成。一般来说

（由细胞类型决定），形成稳定转染细胞的效率比瞬时转染的效率低1到2个数量级。利

用可选择的遗传标记物有利于从非转染细胞的中分离出稀少的稳定转染物。

瞬时性转染（transient transfection）：是将DNA导入真核细胞的方式之一。在瞬时转染中，重组DNA导入感染性强的细胞系以获得目的基因暂时但高水平的表达。转染的目

的基因不必整合到宿主染色体，可在比稳定转染较短时间内收获转染的细胞，并对溶解产

物中目的基因的表达进行检测。

原理和方法：细胞内吞、病毒感染、物理方法带入（显微注射、电穿孔、炮弹轰）

转染方法原理应用特点代表转染试

剂

磷酸钙法磷酸钙DNA复合物

吸附细胞膜被细胞

内吞

稳定转染

瞬时转染

不适用于原代细

胞

操作简便但重复

性差

有些细胞不适用

DEAE-右旋糖苷法带正电的DEAE-右

旋糖苷与核酸带负

电的磷酸骨架相互

作用形成的复合物

被细胞内吞

瞬时转染

相对简便、结果

可重复

但对细胞有一定

的毒副作用

转染时需除血清

电穿孔法高脉冲电压破坏细

胞膜电位，DNA通

过膜上形成的小孔

导入

稳定转染

瞬时转染

所有细胞

适用性广但细胞

致死率高，DNA

和细胞用量大，

需根据不同细胞

类型优化电穿孔

实验条件

病毒介导法通过侵染宿主细胞

将外源基因整合到

染色体中

稳定转染

可用于难转染的

细胞、原代细

胞，体内细胞等

逆转录病毒特定宿主细

胞

但携带基因不能

太大细胞需处分

裂期

需考虑安全因素

腺病毒通过侵染宿主细胞

将外源基因整合到

染色体中

瞬时转染

特定宿主细

胞

可用于难转染的

细胞

需考虑安全因素

阳离子脂质体法带正电的脂质体与

核酸带负电的磷酸

基团形成复合物被

细胞内吞

稳定转染

瞬时转染

所有细胞

适用性广，转染

效率高，重复性

好，但转染时需

除血清。转染效

果随细胞类型变

化大

Lipo3000

Biolistic 颗粒传递法将DNA用显微重金

属颗粒沉淀，再将

包被好的颗粒用弹

道装置投射入细

胞，DNA在胞内逐

步释放，表达

瞬时转染

可用于：人的表

皮细胞，纤维原

细胞，淋巴细胞

系以及原代细胞

显微注射法用显微操作将DNA

直接注入靶细胞核

稳定转染

瞬时转染

转染细胞数有限

多用于工程改造

或转基因动物的

胚胎细胞