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关于基因定点诱变的概述

2022.11.10

  对于任何一种遗传学研究,尤其是有关基因的结构与功能的分析,突变都是最基本的手段。经典的方法是,应用能够修饰DNA分子的化学诱变剂或物理诱变剂处理生物体。此类诱变方法虽然已得到了广泛的应用,获得了大量的突变体,但亦存在着诸多的不便之处。

  第一、经受诱变剂处理的生物体,它的任何基因都有可能发生突变,而目的基因的突变频率又可能相当低,因此给突变体的筛选工作造成了很大的麻烦。

  第二、即便分离到了具有期望表型的突变体,人们也无法保证所出现的突变确实就是发生在目的基因上。

  第三、在基因克隆和核苷酸测序技术发展之前,我们既无法知道究竟是在基因的什么部位发生了突变,也无法弄清这种突变到底是因单碱基取代抑或是由于DNA片段的插入和缺失所致。

  随着分子生物学方法的进步,特别是基因克隆技术的应用,分离并研究单基因的结构与功能已成为一种常规的工作。与此相适应,基因的诱变技术也有了极大的发展。人们不仅能够对多细胞或是有机体作诱变处理,并从成千上万的突变群体中筛选出期望的突变体,而且还能够取代、插入或缺失克隆基因或DNA序列中的任何一个特定的碱基,这种体外特异性改变某个碱基的技术,叫做定点诱变(site—directed mutagenesis)。由于它具有简单易行、重复性高等优点,现已发展成为基因操作的一种基本技术。这种技术的重要性除了能够用于研究基因的结构与功能的关系之外,还能够通过使非常特异的氨基酸发生改变来获得突变体蛋白质,即所渭的蛋白质工程。而此类蛋白质突变体的产生则有助于开展催化机理、底物特异性和稳定性等方面的研究。已发展的定点诱变方法主要有盒式诱变、寡核苷酸引物诱变及PCR诱变等。

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