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转化、转染、转导、感染有什么区别?


    

转化、转染、转导、感染

 

涉及外源基因表达的四个词:转化、转染、转导、感染,可是与实验狗们天天相伴的几个概念。与他们相处了这么久,但是你清楚他们之间的区别吗?今天小赛就带你重新梳理下这四个词,快来看看你用对了吗?

 

转化Transformation:是指含外源基因的重组质粒(载体)将外源基因直接导入原核细胞(如细菌),使之获得新的遗传特性。

 

“转化”一词来源于著名的细菌转化实验。1944年,美国微生物学家艾弗里从杀死的光滑型肺炎球菌(有荚膜)中提取DNA,将其与粗糙型肺炎球菌(无荚膜)一起培养,结果发现部分粗造型肺炎球菌转变成光滑型。这项研究轰动了整个生物界,首次确立了DNA是遗传物质的概念。因此,在微生物学中,转化指细菌吸收外源性DNA 而改变自身遗传性状的现象。转化现象在原核生物中广泛存在,是自然界外源基因重组的一种主要形式。在基因工程研究中,最常用的受体菌大肠杆菌,自然条件下很难吸收外源性DNA。1973年,美国斯坦福大学的科恩等报道,经氯化钙处理的大肠杆菌很容易摄取外源性DNA,由此建立了大肠杆菌转化体系,这对基因工程的建立具有重要意义。

 

转染Transfection :是指重组质粒载体或游离核苷酸在脂质体等介导下进入真核细胞。

 

重组的噬菌体DNA 也能采用质粒DNA的方式进入宿主菌,这种基因转移过程与细菌转化相似,又有别于噬菌体转导(转染过程中重组的噬菌体DNA没有经过外壳蛋白包装),特称“转染”。由于噬菌体载体的分子量大,再加上外源DNA 分子,直接转染效率低,实际操作中很少采用。随着分子克隆技术的发展,“转染”的含义远远超过最初的概念。在《分子克隆实验指南》中,转染特指“将外源基因导入哺乳动物细胞的一系列技术的通称”。哺乳动物细胞很难捕获外源DNA,近年来通过摸索已建立了几种高效的将外源基因导入哺乳动物细胞的方法,如脂质体包裹DNA 转染法、磷酸钙转染法、DEAE - 葡聚糖介导转染法、电击法等。此外,人们将人工合成的反义核苷酸、寡核苷酸、干扰性RNA(siRNA) 等导入动物细胞的过程,也称之为转染。

 

转导Transduction:是指通过重组病毒载体将外源基因导入真核细胞或原核细胞,从而而引起的基因重组现象。

 

转导现象的发现者是美国科学家津德和莱德伯格。他们在研究中发现,P22噬菌体感染宿主细菌细胞时,在形成子代噬菌体颗粒时,噬菌体外壳蛋白偶尔会将细菌染色体片段包裹进去,而不是它们自己的遗传物质。当这种噬菌体再次感染细菌时,注入细菌细胞的却是原宿主细菌的部分基因。在遗传学上,转导是指以噬菌体为媒介,将细菌的小片段染色体或基因从一个细菌转移到另一个细菌的过程。根据这种现象,将噬菌体DNA 改造成基因工程载体(如λ噬菌体载体),用噬菌体外壳蛋白将重组DNA包装成有活力的噬菌体,就能以感染的方式进入宿主细菌,使目的基因得以复制繁殖。噬菌体转导技术的建立,大大提高了外源基因导入受体细胞的效率,广泛应用于DNA 文库构建。

 

感染 Infection:重组病毒载体入侵受体细胞导致的病理生理过程。

 

感染首先是一个医学概念,常指病原微生物(包括细菌、真菌、病毒等)侵入机体导致的病理生理过程。根据病毒能够侵入人体、并进行复制和增殖的特点,人们将病毒的DNA 进行改造,使之成为携带外源基因的运载工具。1990 年,美国科学家首次用反转录病毒为载体,把腺苷脱氨酶基因导入来自病人自身的T淋巴细胞,经扩增后输回患者体内,获得成功,由此开辟了基因治疗的新时代。

 

小伙伴们弄清楚了么?正确区分载体和受体细胞类型是辨析这四个名词的关键。

 

可以简单理解如下:

转化:重组质粒进入原核细胞

转染:DNA 本身转到真核细胞里面

转导:与病毒有关,并发生DNA整合

感染:病原微生物侵入机体

 

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