质粒有什么作用?

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在真核细胞中,除了拟南芥等少数植物外,绝大多数细胞都有细胞器(Organelle),而细胞器又被分割成更小的结构单位——亚细胞器(Subcellular organelle),比如线粒体(mitochondrion)、内质网(endoplasmic reticulum)、高尔基体(golgi complex)等等。在这些亚细胞器的表面或内部常常有一些循环的或固定的结构蛋白和酶分子,这些分子很多都具有调节和控制细胞代谢的功能。为了研究它们的功能,人们需要构建各种基因的突变体。然而,利用酵母菌和其他细菌来进行这类研究又受到一定的局限,因为它们往往只能表达一种特定基因型的产物,而无法同时获得多种基因型产物。研究人员开发了另一种策略来获取多个基因型的蛋白产品:通过聚合酶链式反应(PCR)从基因组文库中重建目标基因,然后导入宿主细胞中获取融合蛋白。但是这种方法也存在缺陷:首先,它只能获得目的基因片段的表达;其次,所获得的融合蛋白往往是线性化的,其空间结构和原基因序列可能并不完全一样,从而影响其正常功能和活性。

为了克服上述缺陷,我们发展了新的技术——原位聚合酶链式反应(In Situ PCR)来获取完整基因的蛋白产物。该方法的基本原理如下:

第一步,以基因组为单位,通过聚合酶链式反应得到含有所需基因的片段;

第二步,将这些基因片段插入到载体DNA上,形成重组DNA分子并导入受体细胞;

第三步,将含有重组DNA分子的受体细胞培养至扩增;

第四步,收集细胞,提取总RNA;

第五步,以总RNA为模板逆转录合成cDNA第一链;

第六步,以cDNA第一链为模板,采用PCR方法扩增所需基因;

第七步,扩增后的DNA用凝胶电泳检测并拍照记录。 使用本方法,我们可以一次性得到多个基因的编码区cDNA,再借助亚克隆等技术将各基因cDNA连接起来,就可以得到该细胞的全基因组序列。目前这一方法已经在我们实验室成功应用。

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