第十四章

基因重組與基因工程Chapter14generecombinationandgeneticengineering基因重組與基因工程基因重組(generecombination)是指DNA片段在細胞內、細胞間，甚至在不同物種之間進行交換，交換后的片段仍然具有復制和表達的功能。基因工程(geneticengineering）是指采用人工方法將不同來源的DNA進行重組，并將重組后的DNA引入宿主細胞中進行增殖或表達的過程。

第一節

自然界的基因轉移和重組一、接合作用

當細胞與細胞相互接觸時，DNA分子即從一個細胞向另一個細胞轉移，這種遺傳物質的轉移方式稱為接合作用（conjugation）。

一、接合作用接合作用的典型的例子是細菌所含的一種質粒DNA--F因子，該因子含細菌性鞭毛蛋白編碼基因，當F+細菌與F-細菌接觸時，性鞭毛連接就會在兩細胞間形成，F因子被酶切成單鏈并通過性鞭毛連接橋向F-細胞轉移，從而使F-細菌轉變為F+細菌。

二、轉化和轉染由外來DNA引起生物體遺傳性狀改變的過程稱為轉化(transformation)。

1943年，Avery將有毒型肺炎雙球菌DNA與無毒型肺炎雙球菌一起培養，結果使無毒型肺炎雙球菌轉變為有毒型肺炎雙球菌。其原因就是有毒型肺炎雙球菌DNA進入無毒型肺炎雙球菌中，引起其遺傳性狀改變。

噬菌體常常可感染細菌并將其DNA注入細菌體內，也可引起細菌遺傳性狀的改變。通過感染方式將外來DNA引入宿主細胞，并導致宿主細胞遺傳性狀改變的過程稱為轉染(transfection)。轉染是轉化的一種特殊形式。

二、轉化和轉染三、整合和轉導外來DNA侵入宿主細胞，并與宿主細胞DNA進行重組，成為宿主細胞DNA的一部分，這一過程稱為整合。整合后的外來DNA仍然可隨染色體DNA一起復制，并在適當的條件下進行表達，但也可在相當長的一段時間內不表達。

整合在宿主細胞染色體DNA中的外來DNA，可以被切離出來，同時也可帶走一部分的宿主DNA，這一過程稱為轉導(transduction)。來源于宿主DNA的基因稱為轉導基因。

噬菌體感染宿主細胞后出現的溶菌途徑和溶源菌途徑就是典型的整合和轉導的例子。

三、整合和轉導四、轉座轉座又稱為轉位（transposition），是指DNA的片段或基因從基因組的一個位置轉移到另一個位置的現象。這些能夠在基因組中自由游動的DNA片段包括插入序列和轉座子兩種類型。

（一）插入序列插入序列：典型的插入序列（insertionsequence，IS）是長750-1500bp的DNA片段，由兩個分離的反向重復序列和一個轉座酶基因。當轉座酶基因表達時，即可引起該序列的轉座。其轉座方式主要有保守性轉座和復制性轉座。

轉座子(transposons)：是可從一一個染色色體位點點轉移到到另一個個位點的的分散的的重復序序列，含含兩個反反向重復復序列、、一個轉轉座酶基基因和其其他基因因（如抗抗生素抗抗性基因因）。（二）轉轉座子免疫球蛋蛋白重鏈鏈基因由一組可可變區基基因（VH）和一組組恒定區區基因（（CH）構成。通過這些些基因的的選擇性性轉座和重重組，就可以以轉錄表表達出各各種各樣樣的免疫疫球蛋白白重鏈，，以對付付不同的的抗原。。五、基因因重組的的方式常見的基基因重組組方式有有：（一）位位點特異異性重組組：在整整合酶的的催化下下，兩段段DNA序列的的特異的的位點處處發生整整合并共共價連接接，稱為為位點特異異性重組組。（二）同同源重組組：發生在同同源DNA序列之間間的重組組稱為同源重組組(homologousrecombination)