植物细胞器遗传工程的曙光

众所周知,生物的性状是由其遗传物质DNA决定的。在高等植物细胞中,除细胞核外,叶绿体和线粒体中也都有各自的DNA。叶绿体是光能转换,光合作用的场所。线粒体是氧化磷酸化的场所。线粒体和叶绿体的DNA,都具有细胞内半自主独立的自我复制能力,在遗传上表现为特有的母性遗传。在植物细胞中,叶绿体和线粒体具有许多与细菌共同的特性。这就给人们一个启示:那些有用的来自原核生物的目的基因能否以具有原核性的叶绿体和线粒体DNA做为它们的遗传受体,用以进行光合作用的遗传工程,生物固氮及其它遗传转化的研究。     

向植物叶绿体导人基因成功

植物遗传工程的基本方法是向植物细胞核导入基因.最近,美国新泽西州Rutgers大学的Waksman研究所的Pal Maliga及其研究小组在植物叶绿体中导入外来基因获得成功.叶绿体是绿色植物细胞中的一种小的结构物,包括光合过程中把二氧化碳和水转换成碳水化合物的叶绿素.叶绿体是与植物细胞共存的光合成细菌进化而来的,有自己特有的DNA.由于开发了向叶绿体DNA导入外来基因的技术,就有可能开发抗除草剂植物和光合能力高的重组作物品种.     

遗传工程

生物把各种性状从父代传给子代的现象就是遗传。遗传工程是一门人工改造生物遗传性的新的科学技术。人们根据需要,有计划地将不同生物的遗传物质,有选择地提取出来,在体外进行切割和分子水平的人工重组,然后再把重组的 DNA分子转移到不同的生物细胞中,使生物的     

高等植物叶绿体表达重组蛋白研究进展

近年来,基因工程技术发展迅速,许多重组蛋白得以表达。其中利用植物生物反应器表达特异药物蛋白为人类一些重要疾病的预防和治疗提供了新途径。植物叶绿体遗传转化和表达系统成为目前植物生物反应器的研究热点。因结构和遗传上的特殊性,高等植物叶绿体在重组蛋白表达方面具有独特优势,外源基因表达量高、定点整合,而且叶绿体母系遗传特性保证了生物安全性。很多重要药用蛋白质在植物叶绿体中表达成功。烟草作为高等植物叶绿体转化模式植物,在疫苗抗原、抗体等药物蛋白和其他重要重组蛋白表达方面取得显著进展。高等植物叶绿体遗传转化也为叶绿体基因的表达和调控机制的研究提供新的技术和方法。文中从叶绿体遗传转化原理、载体构建、重组蛋白和重要药物蛋白在叶绿体中的表达以及重组蛋白表达对植物代谢和性状影响等多个角度,对高等植物叶绿体遗传转化体系研究的新进展进行了综述,以期为叶绿体表达平台的开发和重要药用蛋白质的表达提供新思路。     

基因工程

基因工程一般也叫做遗传工程,它是借助生物化学手段,根据需要把生物体的特定基因在体外与运载体连结后,转移至另一生物体中,使之能在受体细胞中扩增和发挥功能,从而改变生物遗传特征的一种技术。由于它是以基因(即DNA链上一段可作为遗传功能单位的特定顺序)为其工作对象,所以又叫基因操作或重组DNA技术。此项技术的发展历史不长,至今也不过十年多一点,可是由于它能越过生物物种之间的遗传障碍,非但有可能实现一般的基因转移,而且有可能在原核生物与真核生物,动物与植物,人与其它生物间转移基因,为生物学研究以及生物技术的开发     

植物叶绿体DNA

叶绿体是专营光合作用的细胞器。本世纪初已经证明叶斑现象是细胞质遗传的,因此认为叶绿体中很可能存在遗传物质,以后随着核酸检测技术的发展,予测叶绿体中存在DNA。1963年Sager和石田首先成功地从衣藻叶绿体中提取了DNA,接着证明叶绿体中也存在自身的转录,翻译系统。用以往经典遗传学方法很难适用于叶绿体DNA的遗传分析,因此几似没有进行。最近由于引入以重组DNA为主的新技术,叶绿体DNA的遗传分析才真正开始进行。本文主要是从DNA碱基顺序的水平讨论叶绿体基因的情况。     

植物遗传工程研究进展

最近几年,DNA重组及其遗传操作技术的迅速发展,以及植物组织培养技术的日臻完善,为植物遗传工程的发展奠定了坚实的基础。将特定的外源基因引入到受体植物细胞,并使其定向而稳定的遗传,这是常规遗传育种方法所不能比拟的。植物遗传工程在发展农业、医学、环境等方面有着巨大的实际应用潜力,日益受到人们的重视。本文介绍一些转化体系,常用基因的特性及外源基因有效地表达及其调控的问题。     

细菌与遗传工程

遗传工程又称“遗传操作”,有广义和狭义之说。广义的遗传工程指把一种生物的遗传物质转移到另一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。狭义的遗传工程又称基因工程或重组DNA技术,这是从供体生物提取所需基因,也就是DNA片段,与载体重组后引入受体生物,从而改变受体     

叶绿体分子生物学研究进展

叶绿体是绿色植物进行光合作用的重要细胞器。早在1909年,就有人根据高等植物叶片的花斑性状的非孟德尔遗传现象,推测叶绿体内存在着遗传物质。1954年以后,Sager等人以藻类为材料,初步揭示了叶绿体母系遗传的规律。然而,直到1962年,人们才利用电镜技术首次证实了叶绿体DNA(cp DNA)分子的存在。十年后,才分离到cp DNA分子。     

淀粉质体遗传研究的现状与展望

淀粉质体来源于前质体,与叶绿体同源,具有其特有的遗传特性,是核外遗传的重要组成部分。本文综述了淀粉质体遗传研究方面取得的成果和进展。淀粉质体DNA发现于20世纪70年代,其含量随着组织发育的不同阶段有所变化,最后这些DNA作为贮藏的形式积累在质体中。淀粉质体基因组与叶绿体基因组同源性很高,但是不表达与光合作用有关的基因。现有的实验证据表明,淀粉质体基因组的表达调控发生在转录水平,与DNA甲基化有关。淀粉质体的发育受核基因组和质体基因组双重调控。组织发育到一定时期,淀粉质体中出现单核糖体和多聚核糖体;淀粉质体具有蛋白质合成体系。淀粉质体DNA及淀粉质体遗传的研究具有重要的理论和实际意义,对淀粉质体遗传进行深入的研究,将丰富核外遗传知识和理论。     

植物体细胞杂种的遗传特征

综述了植物体细胞杂种的遗传研究。对于核基因的遗传，植物体细胞杂种有核对称杂种和核不对称杂种，双亲染色体数目、稳定性和性状在杂种中存在很大差异。在细胞质基因遗传中，双亲叶绿体基因组在杂种中发生随机分离和非随机分离，很少发生基因重组；双亲线粒体基因组在杂种中发生非随机分离或同时发生基因重组，重组线粒体基因组对杂种生长发育有很大影响。     

核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的结构,调节及遗传工程前景

核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶是光合作用固定二氧化碳的一个关键酶。如能应用遗传工程技术增加其催化效率,有可能导致净光合作用的增加,从而使作物增产。最近用高分辨力的X-射线对烟草酶的空间结构已进行了测定。原核生物酶的定位突变也已开始研究。虽然高等植物酶已可进行体外重组,但小亚基的功能仍不很清楚,大、小亚基基因尚不能在大肠杆菌中表达出有活性的酶。新的大亚基遗传讯息还不能有效地引入叶绿体基因组中。酶的结构与功能关系,催化及分子装配机理等基本问题还需要全面深入研究。     

植物叶绿体DNA与线粒体DNA的遗传变异

植物叶绿体和线粒体含有DNA,它们表现出不同的遗传变异特性。叶绿体基因组的保守性强,含有特征性重复顺序,它的遗传形式多样而以母系遗传为主,在组织培养和体细胞杂交中具有稳定性强,单亲遗传的特点。线粒体基因组变异性很强,含有主基因组和随体DNA,它的遗传形式是母系遗传,但在体细胞杂交中有时表现为双亲本遗传,并有mtDNA重组,mtDNA在组织培养中发生极大的变异性。在细胞核和线粒体、叶绿体之间存在DNA互相运动的现象。     

菠菜叶绿体DNA的分离与鉴定

高等植物中,经常遇到的母本遗传现象,有一部分是与叶绿体相联系的,这种联系表现在两个方面:或则为叶绿体DNA所编码,或则为核DNA编码,但是通过核质之间的代谢,从而影响到叶绿体DNA的变化。因此,分离与制备叶绿体DNA,是研究叶绿体遗传的第一步。     

遗传工程的成就和展望

遗传工程一般是指将外源基因与DNA载体结合,形成重组DNA,然后引入到受体细胞,使外源基因复制并产生相应基因产物的技术,亦称为基因工程或重组DNA技术。也有人把细胞融合和染色体工程包括在遗传工程的范畴之内。 五十年代和六十年代分子遗传学的蓬勃发展,使人们搞清了基因的本质以及遗传信息复制和传递的机制,再加上七十年代初限制性内切酶的发现,基因分离技术的进展和细胞转化方法的建立,使遗传工程这门定向改造生物的新技术应运而生。1973年,Cohen等使大肠杆菌的抗四环素质粒和抗链霉素质粒在试管中重组,并在大肠杆菌中表达,进行了第一项遗传工程实验。     

遗传工程微生物细胞间发生的自然遗传转化

将两株具有不同遗传标记的枯草芽孢杆菌在基本培养基中分别培养至对数生长后期后进行短时间混合静置培养 ,经选择平板筛选、DNaseI敏感性试验、质粒检测和产蛋白酶活性检测 ,发现两菌株之间可通过自然遗传转化进行染色体DNA和质粒DNA的交换。研究结果表明 ,自然遗传转化可在细胞间进行 ,这对揭示微生物群居的自然环境中可能存在的细胞间的DNA转移 ,以及正确评估遗传工程微生物(GEMs)的安全使用具有重要意义。     

质体遗传的新进展——关于质体基因的易位和易位子

质体(plasmid)是染色体外的遗传因子,能自主性地进行复制,控制着寄主细胞一定的遗传特性。例如细菌的抗药质体控制着细菌的抗药性,直接影响药物对疾病的治疗效果。又如F因子控制着细菌致育性(fertility),直接与细菌杂交有关,质体由DNA组成,分子量比染色体小得多,它的长度为染色体DNA的百分之一至千分之一,它不仅是分子遗传学中研究基因复制及基因表现的好材料,而且是遗传工程(体外DNA分子重组)中重要的分子载体之一。     

新的基因和明天的甜木薯

美国的遗传工程师正计划改造木薯的遗传结构从而使其产量达到每公顷40吨。这个计划是第一次将重组DNA的技术应用到商品化的农业上,使遗传工程能改进许多作物品种的产量和质量。     

酶学方法第68卷(重组DNA)

本书介绍研究遗传工程、分子生物学方面很重要的重组DNA的研究方法及最新技术。内容包括重组DNA技术,用于重组DNA研究的酶学,DNA的合成、分离与提纯,用于重组DNA无性繁殖的载体和宿主,DNA无性繁殖系的筛选,无性繁殖基因表达的检验与分析方法。     

叶绿体 DNA 分子克隆技术

由于叶绿体与原核生物之间有着遗传和其它相似性,与细胞核染色体又有相关性,所以,对叶绿体基因组的研究就有特殊的意义。对基因的结构与功能进行研究,首先要有