基因重組與基因工程綜述

第十四章

基因重組與基因工程Chapter14generecombinationandgeneticengineering基因重組與基因工程基因重組(generecombination)是指DNA片段在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間，甚至在不同物種之間進(jìn)行交換，交換后的片段仍然具有復(fù)制和表達(dá)的功能?；蚬こ?geneticengineering）是指采用人工方法將不同來源的DNA進(jìn)行重組，并將重組后的DNA引入宿主細(xì)胞中進(jìn)行增殖或表達(dá)的過程。

第一節(jié)

自然界的基因轉(zhuǎn)移和重組一、接合作用

當(dāng)細(xì)胞與細(xì)胞相互接觸時(shí)，DNA分子即從一個(gè)細(xì)胞向另一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移，這種遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移方式稱為接合作用（conjugation）。

一、接合作用接合作用的典型的例子是細(xì)菌所含的一種質(zhì)粒DNA--F因子，該因子含細(xì)菌性鞭毛蛋白編碼基因，當(dāng)F+細(xì)菌與F-細(xì)菌接觸時(shí)，性鞭毛連接就會(huì)在兩細(xì)胞間形成，F(xiàn)因子被酶切成單鏈并通過性鞭毛連接橋向F-細(xì)胞轉(zhuǎn)移，從而使F-細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)镕+細(xì)菌。

二、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)染由外來DNA引起生物體遺傳性狀改變的過程稱為轉(zhuǎn)化(transformation)。

1943年，Avery將有毒型肺炎雙球菌DNA與無毒型肺炎雙球菌一起培養(yǎng)，結(jié)果使無毒型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸拘头窝纂p球菌。其原因就是有毒型肺炎雙球菌DNA進(jìn)入無毒型肺炎雙球菌中，引起其遺傳性狀改變。

噬菌體常?？筛腥炯?xì)菌并將其DNA注入細(xì)菌體內(nèi)，也可引起細(xì)菌遺傳性狀的改變。通過感染方式將外來DNA引入宿主細(xì)胞，并導(dǎo)致宿主細(xì)胞遺傳性狀改變的過程稱為轉(zhuǎn)染(transfection)。轉(zhuǎn)染是轉(zhuǎn)化的一種特殊形式。

二、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)染三、整合和轉(zhuǎn)導(dǎo)外來DNA侵入宿主細(xì)胞，并與宿主細(xì)胞DNA進(jìn)行重組，成為宿主細(xì)胞DNA的一部分，這一過程稱為整合。整合后的外來DNA仍然可隨染色體DNA一起復(fù)制，并在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行表達(dá)，但也可在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)不表達(dá)。

整合在宿主細(xì)胞染色體DNA中的外來DNA，可以被切離出來，同時(shí)也可帶走一部分的宿主DNA，這一過程稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)。來源于宿主DNA的基因稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)基因。

噬菌體感染宿主細(xì)胞后出現(xiàn)的溶菌途徑和溶源菌途徑就是典型的整合和轉(zhuǎn)導(dǎo)的例子。

三、整合和轉(zhuǎn)導(dǎo)四、轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座又稱為轉(zhuǎn)位（transposition），是指DNA的片段或基因從基因組的一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置的現(xiàn)象。這些能夠在基因組中自由游動(dòng)的DNA片段包括插入序列和轉(zhuǎn)座子兩種類型。

（一）插入序列插入序列：典型的插入序列（insertionsequence，IS）是長750-1500bp的DNA片段，由兩個(gè)分離的反向重復(fù)序列和一個(gè)轉(zhuǎn)座酶基因。當(dāng)轉(zhuǎn)座酶基因表達(dá)時(shí)，即可引起該序列的轉(zhuǎn)座。其轉(zhuǎn)座方式主要有保守性轉(zhuǎn)座和復(fù)制性轉(zhuǎn)座。

轉(zhuǎn)座子(transposons)：是可從一個(gè)染色體位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位點(diǎn)的分散的重復(fù)序列，含兩個(gè)反向重復(fù)序列、一個(gè)轉(zhuǎn)座酶基因和其他基因（如抗生素抗性基因）。（二）轉(zhuǎn)座子免疫球蛋白重鏈基因由一組可變區(qū)基因（VH）和一組恒定區(qū)基因（CH）構(gòu)成。通過這些基因的選擇性轉(zhuǎn)座和重組，就可以轉(zhuǎn)錄表達(dá)出各種各樣的免疫球蛋白重鏈，以對(duì)付不同的抗原。

五、基因重組的方式常見的基因重組方式有：（一）位點(diǎn)特異性重組：在整合酶的催化下，兩段DNA序列的特異的位點(diǎn)處發(fā)生整合并共價(jià)連接，稱為位點(diǎn)特異性重組。（二）同源重組：發(fā)生在同源DNA序列之間的重組稱為同源重組(homologousrecombination)。這種重組方式要求兩段DNA序列類似，并在特定的重組蛋白或酶的作用下完成。

《化妝品術(shù)語》起草情況匯報(bào)中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所一、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)和下達(dá)時(shí)間2006年衛(wèi)生部政法司要求各標(biāo)委會(huì)都要建立自己的術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)。1ONE二、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)費(fèi)：3.8萬三、標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)意義術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)間技術(shù)交流、提高標(biāo)準(zhǔn)一致性、消除貿(mào)易誤差，作為標(biāo)準(zhǔn)體系中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系中均起著重要的作用。隨著我國化妝品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)逐步加快，所涉及的術(shù)語和定義的數(shù)量也在迅速增長，在此情形下，化妝品術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的制定就顯得尤為重要。四、標(biāo)準(zhǔn)的制訂原則1.合法性遵守《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》中關(guān)于化妝品的定義。2.協(xié)調(diào)性直接引用或修改采用的方式，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語和定義相協(xié)調(diào)。3.科學(xué)性對(duì)于沒有國標(biāo)或定義不統(tǒng)一的術(shù)語，在定義時(shí)體現(xiàn)科學(xué)性的原則。4.實(shí)用性在標(biāo)準(zhǔn)體系中出現(xiàn)頻率較高，與行業(yè)聯(lián)系較緊密的術(shù)語優(yōu)先選用。五、標(biāo)準(zhǔn)的起草經(jīng)過

第一階段：資料搜集

搜集國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)并對(duì)國外文獻(xiàn)如美國21CFR進(jìn)行翻譯。第二階段：2007年末形成初稿

初稿內(nèi)容包括一般術(shù)語、衛(wèi)生化學(xué)術(shù)語、毒理學(xué)術(shù)語、微生物術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語、人體安全和功效評(píng)價(jià)術(shù)語，常用英文成份術(shù)語等７部分。第三階段：專家統(tǒng)稿1.2007年12月第一次專家統(tǒng)稿會(huì)（修訂情況：1.在結(jié)構(gòu)上增加原料功能術(shù)語、相關(guān)國際組織和科研機(jī)構(gòu)等內(nèi)容；2.在內(nèi)容上增加一般術(shù)語、產(chǎn)品術(shù)語的種類，將化妝品行業(yè)的新產(chǎn)品類別納入本標(biāo)準(zhǔn)；3.對(duì)于毒理學(xué)、衛(wèi)生化學(xué)、微生物學(xué)術(shù)語進(jìn)行修改；4.刪除與化妝品聯(lián)系不緊密、無存在必要的常用英文成分術(shù)語。2.2009年1月第二次專家統(tǒng)稿會(huì)會(huì)議意見：1.修改能引用國家標(biāo)準(zhǔn)的盡量引用國家標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)存在歧義的個(gè)別用詞進(jìn)行修改。2.刪除由于本標(biāo)準(zhǔn)中的“產(chǎn)品術(shù)語”一章和香化協(xié)會(huì)所制定的某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在重復(fù)，因此刪除“產(chǎn)品術(shù)語”一章的內(nèi)容；對(duì)“原料功能術(shù)語”的內(nèi)容進(jìn)行梳理，刪除了20余條內(nèi)容。3.增加專家建議增加“化妝品限用物質(zhì)”等若干項(xiàng)術(shù)語。第四階段：征求意見2009年2月面向全國公開征求意見。第五階段：征求意見的處理與形成送審稿。在征求意見的處理階段再次征求了相關(guān)專家的意見。六、標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容依據(jù)1.《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例》、《化妝品衛(wèi)生監(jiān)督條例實(shí)施細(xì)則》;2.《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》;3.美國21CFR；4.相關(guān)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)如：GB5296.3-2008消費(fèi)品使用說明化妝品通用標(biāo)簽，GB/T14666-2003分析化學(xué)術(shù)語等；5.國內(nèi)外化妝品的相關(guān)文獻(xiàn)，如《化妝品監(jiān)督管理及安全性評(píng)價(jià)》等。七、標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容（一）結(jié)構(gòu)：1.范圍2.一般術(shù)語3.毒理學(xué)試驗(yàn)方法術(shù)語4.衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法術(shù)語5.微生物檢驗(yàn)方法術(shù)語6.人體安全性和功效性評(píng)價(jià)術(shù)語7.常用原料術(shù)語8.縮寫9.中英文索引（二）主要內(nèi)容：1).一般術(shù)語39條涉及化妝品的基本定義、化妝品生產(chǎn)和監(jiān)督管理中出現(xiàn)頻率較高的術(shù)語。2).毒理學(xué)試驗(yàn)方法術(shù)語40條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中涉及的術(shù)語，以及在毒理學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)頻率較高、與化妝品毒理學(xué)試驗(yàn)方法聯(lián)系較密切的術(shù)語。3).衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法術(shù)語22條收錄了化妝品的衛(wèi)生化學(xué)檢驗(yàn)方法中較常用的術(shù)語。

4).微生物檢驗(yàn)方法術(shù)語6條收錄了《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》中所涉及的術(shù)語。5).人體安全性和功效性評(píng)價(jià)術(shù)語38條收錄了人體安全性和功效性評(píng)價(jià)的常用術(shù)語。6).常用原料術(shù)語55條收錄了常用原料術(shù)語，與《化妝品管理及安全性和功效性評(píng)價(jià)》保持一致，并根據(jù)企業(yè)、專家的意見進(jìn)行了適當(dāng)修改。7).縮寫涉及國際機(jī)構(gòu)縮寫以及化妝品毒理學(xué)、化學(xué)、人體安全性和功效評(píng)價(jià)等領(lǐng)域?qū)I(yè)術(shù)語的縮寫34條。七、征求意見處理情況2009年2月20日，《化妝品術(shù)語》在全國公開范圍內(nèi)公開征求意見，截止到2009年3月末共收到來自企業(yè)、和社會(huì)各界的意見和建議共146條，分布情況如下：征求意見來源統(tǒng)計(jì)圖二一般術(shù)語三毒理學(xué)四化學(xué)五微生物六人體七原料八縮寫各部分征求意見采納情況統(tǒng)計(jì)圖二一般術(shù)語三毒理學(xué)四化學(xué)五微生物六人體七原料八縮寫各部分征求意見采納比例統(tǒng)