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重组DNA(rDNA)

1973
  • Stanley Norman Cohen
  • Herbert Boyer
在实验室进行 DNA 重组技术研究的分子生物学家。.

(图片仅供参考)

重组DNA (rDNA) 技术涉及将来自两个不同物种的DNA分子连接在一起。将重组DNA插入宿主生物体,产生新的基因组合。这一技术利用限制性内切酶在特定位点切割DNA,再用DNA连接酶连接片段,通常将所需基因整合到质粒载体中进行克隆。

DNA 重组技术,又称基因工程,是通过组合不同来源的遗传物质来制造人造 DNA 的过程。这项技术从根本上改变了生物学和医学,使科学家能够直接操纵生物的遗传密码。核心程序包括几个关键步骤。首先,从源生物的 DNA 中识别并分离出感兴趣的基因。这通常需要使用限制性酶来完成,限制性酶是一种蛋白质,其作用就像分子剪刀,可以在特定的识别序列上剪切 DNA。其次,选择载体,即用于将外来遗传物质带入另一个细胞的 DNA 分子。细菌质粒--独立于细菌染色体的环状 DNA 小分子--是最常见的载体。用于切割基因的限制性酶也用于切割质粒载体。这会在基因和质粒上产生兼容的 ‘粘性末端’。第三,将分离出的基因插入质粒。基因的粘性末端与质粒的互补粘性末端退火,然后加入 DNA 连接酶,通过形成磷酸二酯键将它们永久连接起来。由此产生的分子就是含有新基因的重组质粒。最后,通过一种叫做转化的过程,将这种重组载体导入宿主生物体,通常是大肠杆菌之类的细菌。随着宿主细胞的繁殖,它们会复制重组质粒和自身的 DNA,从而产生许多插入基因的拷贝。宿主细胞还可以转录和翻译外来基因,以产生所需的蛋白质,如人类蛋白质。 胰岛素 在细菌中产生。.

UNESCO Nomenclature: 2406
- 分子生物学

类型

化学过程

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 发现DNA作为遗传物质
  • DNA双螺旋结构的阐明
  • 细菌中质粒的发现
  • 限制性内切酶的发现和表征,作者:Werner Arber、Daniel Nathans 和 Hamilton Smith
  • DNA连接酶的发现

应用程序

  • 生产用于糖尿病患者的合成人胰岛素
  • 创造转基因生物(GMO)
  • 生产 疫苗 (e.g., hepatitis B vaccine)
  • 基因治疗
  • 血友病凝血因子的产生

专利:

  • US4237224

潜在创新理念

  • 改造细菌来分解塑料或污染物
  • 开发能够自身固氮的植物,减少肥料的使用
  • 为生物传感器创建合成生物电路
  • 利用山羊生产蜘蛛丝来制造高强度材料
  • 工程免疫细胞(CAR-T)来靶向并杀死癌症
  • developing ‘gene drive’ systems to control disease-carrying insect populations
  • 利用转基因藻类生产生物燃料
  • 通过敲除产生过敏原的基因来创造低过敏性宠物
  • manufacturing complex pharmaceuticals in plant-based systems (‘pharming’)
  • 开发直接在肠道中产生药物的活细菌疗法
相关内容: 重组 DNA、基因工程、斯坦利-科恩、赫伯特-博耶、质粒、载体、限制酶、DNA 连接酶、基因克隆、转基因生物。.

历史背景

重组DNA(rDNA)

1958
1960
1970
1973
1975
1979
1983
1954
1960
1967
1970
1975
1977
1983
1987

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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