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把基因导入体内的方式有哪些?

發布時間:2023/11/22 万象百科 69 博士
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 把基因导入体内的方式有哪些? 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
這個目前主要有三種,第一種稱為體內法或直接法,就是直接向體內組織或器官轉基因,使其表達后在全身發揮作用,現已在腹腔、靜脈、動脈、肝及肌肉等多種組織器官獲得成功,但目前存在基因轉移和表達效率低等困難。第二種稱為間接法或回輸法,或稱為離體法,即選擇適當的靶細胞,一般取自患者,在體外進行基因轉移,篩選出表達外源基因的細胞,再將這些轉基因細胞放回到患者體內。這是目前應用較多的方式,但其操作比直接法繁瑣。第三種稱為原位法,指把基因直接導入患者的疾病部位(如腫瘤、肺)的組織,使其表達后在病變局部發揮作用。

基因轉移是將外源基因導入細胞內。常用的基因轉移方法有:化學法、物理法、同源重組法和載體法。1 化學法。將正常基因DNA(及其拷貝)與帶電荷物質和磷酸鈣、DEAE–葡萄糖或與若干脂類混合,形成沉淀的DNA微細顆粒,通過注射進入體內,由于鈣離子有促進DNA透過細胞的作用,某些化合物可擾亂細胞膜,故可將DNA輸入細胞內,并整合于受體細胞的基因組中,在適當的條件下,整合基因得以表達,細胞亦可傳代。這種方法雖簡單,但效率極低,一般1000–100000個細胞中只有一個細胞可結合導入的外源基因。要達到治療目的,就需要從病人獲得大量的受體細胞。當然,可以通過選擇培養的方法來提高轉化率。2 物理法。運用物理和機械的方法,例如親水的遞送(HD)方法,在小鼠的尾血管快速注入大量的核酸溶液,可以短暫地破壞血管和組織的完整性,達到遞送的目的;除此之外,還有電導、超聲、粒子為基礎的“基因槍”等方法。物理和機械遞送方法,如基因槍法、電穿孔法、聲穿孔法、激光照射法、磁轉換法等,雖然有各具優點并達到一定效果,但也存在如組織穿透力差、毒性及侵蝕性、潛在副作用、效率低等缺陷。3 同源重組法(Homologous recombination)將外源基因定位導入受體細胞的染色體上,在該座位因有同源序列,通過單一或雙交換,新基因片段替換有缺陷的片段,達到修正缺陷基因的目的。如在新基因片段旁組裝一Neo基因,則在同源重組后,因有Neo基因,可在含有新霉素(Neomycin)的培養基中生長,從而使未插入新基因片段的細胞死亡。對于體細胞基因治療,體外培養細胞的時間過長,篩選量大,故在臨床上應用也受限制。今后如能改進技術,提高重組率,這種定點修正基因的方法仍具有前景。4 載體法(Vector)將基因與載體材料符合形成納米粒,注射入體內。不同的傳遞路線將影響整體需要的劑量、有效的組織分布、潛在的副作用、所需要的化學修飾以及遞送試劑等方面:靜脈注射;直接注射,如注射到腫瘤、連接、眼內;局部作用到表面,如穿過口、直腸、陰道粘膜的上皮而吸收;直接作用于中樞神經系統(CNS),如膜內或心室內注射,還可繞過血管屏障滲透的問題;肺部遞送,如吸入、鼻內和氣管內作用。

不知題主問的是什么細胞,如果是微生物的話,常用的有轉化、接合、轉導。對于其他細胞,原理應該都是通用的。轉化(英語:transformation,又譯轉型)即細胞通過攝取外源遺傳物質(DNA或RNA)而發生遺傳學改變的過程。在轉化過程中,轉化的DNA片段稱為轉化因子。受體菌只有處在感受態時才能夠攝取轉化因子。轉化因子通常是質粒DNA。而質粒融合或病毒感染是導致引入外源DNA的原因。動物細胞的轉化又被稱為轉染(transfection)。在分子生物學實驗中,細胞通過特殊處理后可變成感受態細胞(competent cells),即可以接受外源DNA。有兩種常用方法:電穿孔法:細胞與DNA混合;高電壓脈沖;隨后在富營養培養基內復蘇。多用于對酵母細胞的轉化。化學方法:將細胞懸浮于0℃的氯化鈣溶液中,并加入外源DNA(一般為質粒),混合后放置約半小時;短暫(一般為75-90秒)升溫至42℃(即熱休克);加入富營養培養基以進行復蘇。該方法一般用于對原核細胞,特別是大腸桿菌的轉化。接合(英文:Conjugation,又譯結合),又稱為接合作用、細菌接合,是發生于原生動物間的現象,指的是兩個細菌之間發生的一種遺傳物質交換現象,屬于細菌有性生殖的一個重要階段。在接合現象發生時,兩個細胞直接接合或者通過類似于橋一樣的通道接合,并且發生基因的轉移。這種現象是在1946年被Joshua Lederberg和Edward Tatum所發現,接合與轉化和轉導都被稱作基因水平轉移機制,注意的是這種機制并不一定需要兩個細胞-細胞間的直接接觸。遺傳信息的轉移通常對受體是有益的。好處包括獲得抗生素耐藥性,或者獲得其他的特異性以應對環境的變化。這種對受體有益的質粒可以被視作內共生生物。然而從別的方面來看,細菌的寄生和接合可以作為細菌的一種進化方式使它們得到個體的繁衍與基因的擴散。轉導(英語:Transduction)是指因病毒(即噬菌體)入侵而將一個細菌的DNA片斷轉置到另一細菌中的過程,亦可指透過病毒載體把外來DNA帶入到細菌中的過程。“轉導作用”與攝取外源遺傳物質改變染色體的“轉化作用”、以及兩個細菌碰觸后交換遺傳物質的“接合作用”,是目前已知 3 種細菌交換基因的方式。

總結

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