目的基因导入受体细胞

3. 原核生物多为单细胞生物，容易获得一致性的实验材 料，并且培养简单，繁殖迅速，实验周期短，重复实 验快。
4. 基因组小，遗传背景简单，并且不含线粒体和叶绿体 基因组，便于对引入的外源基因进行遗传分析。
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• 缺点：
1. 原核生物细胞不具备真核生物的蛋白质折叠复性系统， 即使真核生物基因能得到表达，得到的多是无特异性空 间结构的多肽链。
3. 枯草杆菌具有芽孢形成的能力，易于保存和培养。
4. 枯草杆菌也具有大肠杆菌生长迅速、代谢易于调控、 分子遗传学背景清楚等优点。
• 应用：已成功的用于表达人的β干扰素、白细胞介素、 乙型肝炎病毒核心抗原和动物口蹄疫病毒VPI抗原等。
三、蓝细菌（蓝藻）资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
• 蓝藻——又称蓝绿藻或蓝细菌，它含有叶绿素a(缺乏叶绿 素b)和藻胆素，具有光合系统Ⅰ (PS Ⅰ) 和光合系统Ⅱ (PS Ⅱ)、能进行光合作用，但它又具有细菌的特征，无 细胞核及双层膜结构的细胞器，染色体裸露，是一种典 型的原核生物。
2. 原核生物细胞缺乏真核生物的蛋白质加工系统，而许多 真核生物蛋白质的生物活性正是依赖于其侧链的糖基化 或磷酸化等修饰作用。
3. 原核细胞内源性蛋白酶易降解异源蛋白，造成表达产物 不稳定。
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• 至今被用作受体菌的原核生物有大肠杆菌、 枯草杆菌、蓝细菌等。
一、大肠杆菌受体细胞
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4.1 受体细胞
• 受体细胞(receptor cell)
– 又称为宿主细胞或寄主细胞(host cell)等，从实 验技术上讲是能摄取外源DNA并使其稳定维持 的细胞；从实验目的上讲是有应用价值和理论 研究价值的细胞。
– 作为基因工程的宿资料仅主供参考细,不当之胞处，请必联系改须正。 具备以下特性： ① 便于重组DNA分子的导入； ② 能使重组DNA分子稳定存在于细胞中； ③ 便于重组体的筛选； ④ 遗传性稳定高，易于扩大培养或发酵生长；
三、动物受体细胞：
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– 优点：
1. 能识别和除去外源真核基因中的内含子，剪切和加工成熟的mRNA。
2. 真核基因的表达蛋白在翻译后能被正确加工或修饰，产物具有较好 的蛋白质免疫原性，约为酵母细胞的16～20倍。
3. 易被重组DNA质粒转染，具有遗传稳定性和可重复性。
• 蓝藻作为表达外源基因的受体菌兼具微生物和植物的优 点，具体表现在：
– 基因组为原核型，除了裸露的染色体DNA外，不含叶绿体DNA 和线粒体DNA，遗传背景简单，便于基因操作和外源DNA的检 测。
– 细胞壁属G－，主要由肽聚糖组成，便于外源DNA的转化。
– 营光合自养生长，培养条件简单，只需光、CO2、无机盐、水和 适宜的温度就能满足生长需要。
二、枯草杆菌受体细胞
• 枯草杆菌又称枯草芽孢杆菌，是一类革兰氏阳性菌。 • 优点：
1. 枯草杆菌具有胞外酶分泌－调节基因，能将具有表 达的产物高效分泌到培养基中，大大简化了蛋白表 达产物的提取和加工处理等，而且在大多数情况下， 真核生物的异源重组蛋白经枯草杆菌分泌后便具有 天然的构象和生物活性。
2. 枯草杆菌不产生内毒素，无致病性，是一种安全的 基因工程菌。
– 基因工程中常用的受体细胞类型：
• 原核生物细胞 • 真核生物细胞
– 真菌细胞 – 植物细胞 – 昆虫细胞 – 动物细胞
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原核生物细胞
• 优点：
1. 大部分原核生物细胞无纤维素组成的坚硬细胞壁，便 于外源DNA的进入。
2. 没有核膜，染色体DNA没有固定结合的蛋白质，为外 源DNA与裸露的染色体DNA重组减少了麻烦。
• 大肠杆菌属革兰氏阴性菌，它是目前为止研究得最 为详尽、应用最为广泛的原核生物种类之一，也是 基因工程研究和应用中发展最为完善和成熟的载体 受体系统。
• 优点：繁殖迅速、培养简便，代谢易于控制。 • 缺点：大肠杆菌细胞间隙中含有大量的内毒素，可
导致人体热原反应。
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⑤ 安全性高，无致病性，不会对外界环境造成生物 污染；
⑥ 有利于外源基因蛋白表达产物在细胞内的积累， 或促进外源基因的高效分泌表达。
⑦ 在遗传密码的应用上无明显偏好性；
⑧ 具有较好的翻译后加工机制，便于真核目的基因 的高效表达；
⑨ 在理论研究和生产实践上有较高的应用价值。
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– 酵母菌细胞
• 是单细胞真核微生物，外源真核基因最理想的表达系统。 • 优点：
1. 酵母菌是结构最为简单的真核生物之一，其基因表达调控机 理比较清楚，遗传操作相对比较简单。
2. 具有真核生物蛋白翻译后修饰加工系统。 3. 不含有特异性病毒，不产生毒素。 4. 培养简单，利于大规模发酵生产，成本低廉。 5. 能使外源基因表达产物分泌至培养基中，便于产物的提取和
– 多种蓝藻含内源质粒，为构建蓝藻质粒载体提供了极好的条件。
– 蓝藻富含蛋白质，并且多数蓝藻无毒，早已用作食物或保健品， 在此基础上采用转基因技术，把一些重要药物的基因转入无毒蓝 藻，就可达到锦上添花的效果。
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真核生物细胞
一、真菌受体细胞
– 真菌是低等的真核生物，其基因结构、表达调控机制以及蛋白质的 加工与分泌都具有真核生物的特征，因此利用真菌细胞表达高等动 植物基因具有原核生物细胞无法比拟的优点。
4. 经转化的动物细胞可将表达产物分泌到培养基中，便于提纯和加工， 成本低。
– 缺点：组织培养技术要求高，难度较大。
– 目前用作基因转移的受体动物主要有猪，羊、牛、鱼等经济动物和鼠、 猴等实验动物，主要用途在于大规模表达生产天然状态的复杂蛋白质或 动物疫苗、动物品种的遗传改良及人类疾病的基因治疗等。
加工。
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二、植物受体细胞
– 优点：全能性，即一个分离的活细胞在合适的培 养条件下，较容易再分化成植株，这意味着一个 获得外源基因的体细胞可以培养出能稳定遗传的 植株或品系。
– 缺点：植物细胞有纤维素参与组成的坚硬细胞壁， 不利于摄取重组DNA分子。
– 现在用作转基因受体的植物有水稻、棉花、玉米、 马铃薯、烟草等经济作物和拟南芥等模式植物。