基因工程受體細胞課件

受體細胞定義（receptorcell)：又稱為宿主細胞或寄主細胞等，從試驗技術上講是能攝取外源DNA并使其穩(wěn)定維持的細胞；從試驗目的講是有應用價值和理論研究價值的細胞一、基本原則1、便于重組DNA分子的導入。（如：大腸桿菌處于感受態(tài)的細胞更容易導入重組DNA分子）2、能使DNA分子穩(wěn)定存在于細胞中從受體菌的角度出發(fā)，通常是對其進行適當?shù)男揎椄脑欤邕x用某限制性內切酶缺陷的受體細胞就可以避免其對重組DNA分子的降解破壞作用3、便于重組體篩選選擇與載體所含有的選擇標記相匹配的受體細胞4、遺傳穩(wěn)定性高，易于擴大培養(yǎng)或發(fā)酵生長5、安全性高，無致病性，不會對外界環(huán)境造成生物污染一般使用致病缺陷型或營養(yǎng)缺陷型細胞作為受體細胞6、選用內源蛋白水解酶基因缺失或蛋白酶含量低的細胞，利用外源基因蛋白表達產(chǎn)物在細胞內積累，或促進外源基因的高效分泌表達7、受體細胞在遺傳密碼的應用上無明顯偏異性8、具有較好的轉譯后加工機制，便于真核基因的高效表達9、在理論和生產(chǎn)實踐上有較高的應用價值二、受體菌的類型原核細胞真菌細胞植物細胞動物細胞原核細胞這是較為理想的受體細胞類型其原因如下：★大部分原核細胞沒有纖維素組成的堅硬的細胞壁，便于外源DNA的導入★沒有核膜，染色體DNA沒有固定結合的蛋白質，這為外源DNA與裸露的染色體DNA重組減少了麻煩★原核細胞多數(shù)為單細胞生物，容易獲得一致性的實驗材料，并且培養(yǎng)簡單，繁殖迅速，實驗周期短，重復試驗快★基因組簡單，不含線粒體和質體基因組，便于對引入的外源DNA進行遺傳分析常用的幾種原核細菌1、大腸桿菌

大腸桿菌是革蘭氏陰性菌，一些菌株的染色體已測序完畢，如：K-12美MG1655的全基因組長4000kb,共含有4405個開放閱讀框架，其大部分基因的生物功能已被鑒定。

遺傳背景清楚，載體受體系統(tǒng)完備，生長迅速，培養(yǎng)簡單，重組子穩(wěn)定適用于外源DNA的擴增和克隆、原核生物基因的高效表達、基因文庫的構建，是DNA重組實驗和基因工程的主要受體菌其缺點：細胞膜間隙中含有大量的內毒素，可導致人體的熱源反應2、枯草桿菌除具有大腸桿菌的優(yōu)勢外，其自身的優(yōu)勢為：（1）枯草桿菌具有胞外酶分泌—調節(jié)基因，能將基因表達產(chǎn)物高效分泌到培養(yǎng)基中，大大簡化蛋白表達產(chǎn)物的提取和加工處理，而且在大多數(shù)情況下，真核生物的異源重組蛋白經(jīng)枯草桿菌分泌后便具有天然構象和生物活性。（2）不產(chǎn)生內毒素，無致病性，是一種安全的工程菌（3）枯草桿菌具有芽孢形成能力，易于保存和培養(yǎng)適用于原核生物基因的克隆、表達以及重組蛋白多肽的有效分泌3、藍細菌也稱藍藻，在細胞結構和生物化學方面與細菌很相似，親緣關系也較密切，其自身的最大特點是：（1）：藍藻是一類光能自養(yǎng)型生物，由于具有葉綠素a等光合色素（缺少葉綠素b）而能進行光合作用，同時釋放氧氣，因此藍藻培養(yǎng)簡便易行，營養(yǎng)條件要求低，可用于大規(guī)模生產(chǎn)。（2）由于密碼子的偏向性和啟動子的通用性，某些可能成為植物基因表達的宿主應用：高效表達PHB的藍藻可用于降解塑料，另外，還用于藥物、生物燃料的大量生產(chǎn)。真菌細胞真菌是低等真核生物，其基因的結構、表達調控機制以及蛋白質的加工與分泌都有真核生物的特征，因此利用真菌細胞表達高等動植物基因具有原核生物細胞無法比擬的優(yōu)點。常用的為酵母菌酵母菌是一群以芽殖或裂殖進行無性繁殖的單細胞真核生物。它是最理想的外源真核基因的表達系統(tǒng)，其優(yōu)勢為：（1）結構最為簡單，基因表達的調控機制清楚，遺傳操作相對簡單（2）具有真核生物蛋白翻譯后修飾加工系統(tǒng)（3）不產(chǎn)生內毒素（4）培養(yǎng)簡單，利用大規(guī)模生產(chǎn)，成本低廉（5）能將外源基因的表達產(chǎn)物分泌到培養(yǎng)基中，便于產(chǎn)物的提取和加工適用于外源DNA的擴增、克隆以及真核生物基因的高效表達、基因文庫的構建、真核生物基因表達調控的研究，是DNA重組實驗和基因工程重要的真核性受體菌植物細胞植物細胞（擬南芥菜、煙葉等等）作為受體細胞：最突出的優(yōu)點是（細胞的全能性），即一個分離的活細胞在合適的培養(yǎng)條件下，較容易分化為再生植株（這意味著獲得外源基因的體細胞可以培養(yǎng)出穩(wěn)定遺傳的植株或品系）遺傳操作繁

適用于高等植物基因表達調控的研究、基因藥物的生產(chǎn)，農作物品質的改良植物細胞與原核細胞的區(qū)別？？？原生質體動物細胞

動物細胞也可作為受體細胞，早期多采用生殖細胞，受精卵或胚細胞；現(xiàn)在也可以使用體細胞。哺乳動物細胞作為受體細胞的優(yōu)點：（1）能識別和除去外源真核基因中的內含子，剪接加工成成熟的mRNA(2)真核基因的表達蛋白在翻譯后能被正確的加工和修飾，產(chǎn)物具有較好的蛋白質免疫性，為酵母菌的16---20倍（3）已被重組質粒轉染，具有遺傳穩(wěn)定性和可重復性（4）其表達產(chǎn)物也可分泌到培養(yǎng)基上，便于提取和加工如：中國倉鼠卵巢細胞CHO）

適用于哺乳類動物和人的基因表達調控研究、基因藥物的生產(chǎn)，是DNA重組實驗和基因工程的主