帕特里克Roisen

作为教育学。斯坦福大学
多次获得教学奖项

帕特里克教授AP生物学已有14年,是多个教学奖项的获得者。

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基因克隆

帕特里克Roisen
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作为教育学。斯坦福大学
多次获得教学奖项

帕特里克教授AP生物学已有14年,是多个教学奖项的获得者。

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基因克隆在这个过程中,我们将一段DNA插入细胞,然后让细胞进行有丝分裂,创造出遗传信息的副本。基因克隆它不同于生物克隆,因为它只产生细胞,而不是整个生物。生物克隆是利用一个生物的DNA来产生一个基因完全相同的生物。为了克隆基因,科学家们用限制性内切酶“切”出一个特定的基因,用连接酶把它“粘”到一个载体DNA上,然后把这个载体DNA插入繁殖的细菌中,这样就克隆出了这个新的DNA和它自己的DNA。

当人们听到基因克隆这个词时,他们马上就会关注它的表现有多好,就像在《星球大战》中,突然你有大量的克隆军队,或者在一些电视节目或深夜科幻电影中,当你杀死反派,但下个月他的克隆体又回来了。实际上,基因克隆要简单得多。其基本思想是所谓的基因克隆就是复制DNA。现在你可以在单个基因层面上谈论它,这是科学家经常做的事情,或者你可以谈论克隆一个完整的有机体。

现在让我讲一下基因克隆的基本过程,然后我会讲克隆一个完整的有机体,基因克隆的想法是,你把一段DNA,这段DNA inrested像基因插入到其他细胞宿主长大,每次宿主细胞DNA复制它自己的他最终复制DNA,你说你想要克隆所以你开始通过减少所需的DNA从任何来源有你这样做使用一种特殊的酶称为DNA限制性内切酶然后粘合剂成其他DNA DNA和粘合的过程称为向量DNA is called ligating using an enzyme called ligase. You then insert our newly combined DNA with the vector DNA into your host cell then once that host cell has the vector DNA in it it starts to grow now you can never quite be sure which cell in your test tube got that DNA versus which ones did not and that's why you have to do what's called select for expression look to see is it expressing or showing its new traits.

生物克隆是指你从一个生物体中取出细胞核,比如我,然后把这个细胞核放入另一个供体生物体的卵细胞中,通过用我的细胞核替换原来的卵细胞,我们现在可以把这个新创造的卵细胞植入一个代孕母亲体内,她会生下一个小婴儿我。你们之前已经见过这个过程只是没有很多这样的操作这就是我们如何得到同卵双胞胎因为你从一个细胞开始它开始分裂,形成一个球细胞在两个相同的细胞球中分离这些球细胞生长成基因副本所以同卵双胞胎是自然克隆的例子。

但是让我们看一下我们是如何进行基因克隆的更详细一点在这个图中我们可以看到我们想要的DNA是绿色的我们真正感兴趣的基因是右边深绿色的部分。这个蓝色的圆圈上面有一些其他的部分是我们的载体DNA像这样的一圈DNA被称为质粒。现在我们用一种叫做限制性内切酶的特殊酶切割原始DNA,绿色的部分,它能切割DNA序列上的特定点我们也用完全相同的限制性内切酶切割载体DNA。然后我们可以混合我们的DNA组合并加入连接酶我们就得到了一个新的重组质粒。然后我们把它插入一个细菌细胞你可以看到红色的部分是细菌细胞自己的染色体但是现在它有了这个额外的DNA现在我们要做的就是喂养这个细菌做细菌喜欢做的事情和大多数其他生物一样那就是有一个小细菌宝宝所以每个宝宝细菌都有原始细胞染色体的副本以及它自己的重组质粒副本。现在在我们的测试管我们有其他的细胞没有得到向量,所以他们也会被复制,所以我们不知道哪些有新DNA重组,哪些不,这就是为什么我们会螺丝到培养皿中像这样让他们成长,在这个图中你可以发现那些有质粒,因为他们的增长实际上这鲜红的我们应该期望的DNA编码的红色荧光蛋白对吧?这就是基因克隆。

生物的克隆也许最著名的例子是多利羊和他们所做的使多利羊是他们有一些细胞从成年羊在这里右边的捐赠细胞核,然后他们得到了一个卵细胞从不同种类的羊,他们把细胞核的卵壳然后他们结合的有核细胞的细胞核乳腺细胞,他们让这些新合成的受精卵开始生长并生长到被称为囊胚的程度,囊胚是一种巨大的细胞,他们将这些细胞植入代孕母亲体内,当这些代孕母亲分娩时,他们生下了一只叫多莉的羊,它看起来就像原始的细胞核供体,看起来一点也不像代孕母亲,这是有机体克隆的一个例子。

现在你可能会想,哇,这太棒了,我想要一堆迷你的我,你必须小心,这个过程仍然是实验性的,例如,多莉是大约270次失败中的一个幸存者,很多人对270次人类失败有一些道德困境。很明显,如果你关注新闻,你会听到关于改良合成的消息,很多农民实际上用它来克隆他们最好的动物,但仍然是这个过程,如果你在牛身上犯了一个错误,你就会得到汉堡如果你在人身上犯了一个错误,你就会面临法律诉讼,这就是问题。

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