1. 網路等級是不是分為八個等級是哪八個等級
3級深網.onion結尾,4級憲章網路,5級馬里亞納網路.lock結尾,6級深層政治.lll結尾,7級,戰爭七區,8級基因原系統
2. 真核生物基因表達系統有什麼特點
和原核細胞相比真核基因表達系統在時間和空間上都是隔開的。
1、真核生物DNA轉錄成RNA後,要經過加工,切除內含子轉錄來的部分才能成為成熟的mRNA,而原核生物基因沒有外顯子與內含子之分。
2、真核生物mRNA要從核孔出來,與細胞質中的核糖體結合才能指導蛋白質合成,原核細胞沒有核膜,所以不存在空間的陰隔。
所以,真核細胞的基因表達和原核基因的表達有區別。
以上從高中知識層面分析。
3. 急用!一論述題:如何克隆一個功能性基因,如何在原核系統中高效表達
你的題目關鍵是解決兩個問題:一是功能性基因在原核生物中的表達;二是如何高效進行表達。
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1、原核生物只有一種RNA 聚合酶(真核細胞有三種)識別原核細胞的啟動子,催化所有 RNA的合成。
2、原核生物的表達是以操縱子為單位的。操縱子是數個相關的結構基因及其調控區的結合,是一個基因表達的協同單位。調控區主要分為三個部分:操縱基因、啟動子及其他有調控功能的部位。
3、功能性基因一般是真核生物所具有的基因,而真核生物基因基本具有外顯子和內含子等結構。原核基因一般不含有內含子,在原核細胞中缺乏真核細胞的轉錄後加工系統,因此當克隆的含有內含子的真核基因在原核細胞中轉錄成 mRNA 前體後,其中內含子部分不能被切除。
4、原核生物基因的控制主要在轉錄水平。這種控制要比對基因產物的直接控制要慢,對RNA 合成的控制有兩種方式:一是起始控制(啟動子控制),二是終止控制(衰減子控制)。
5、在大腸桿菌(大多工程菌都是使用大腸桿菌)mRNA的核糖體結合位點上,含有一個轉譯起始密碼子及同16S核糖體RNA 3'末端鹼基互補的序列,即 SD 序列,而真核基因則缺乏此序列。因此,真核基因本身的mRNA前端部分不能直接使用,需要進行一定的修飾。
將外源基因在原核細胞中表達,必須考慮表達載體、外源基因的性質、原核細胞的啟動子和 SD 序列、閱讀框架及宿主菌調控系統等基本條件,也就是說必須滿足以下條件:
⑴通過表達載體將外源基因導入宿主菌,並指導宿主菌的酶系統合成外源蛋白;
⑵外源基因不能帶有內含子,因而必須用 cDNA 或全化學合成基因,而不能用基因組 DNA;
⑶必須利用原核細胞的強啟動子和 SD序列等調控元件控制外源基因的表達;
⑷外源基因與表達載體連接後,必須形成正確的開放閱讀框架(open reading frame);
⑸利用宿主細胞的調控系統,調節外源基因的表達,防止外源基因的表達對宿主菌的毒害。
大腸桿菌表達系統是目前應用最廣泛的表達系統,由於待表達的外源基因結構具有多樣性,尤其是真核生物基因的結構與大腸桿菌基因結構之間存在較大的差異,因而在構建表達系統時必須具體情況具體分析。一般來說,高效表達外源基因必須考慮以下基本原則:
①優化表達載體的設計。為了提高外源基因的表達效率,在構建表達載體時對決定轉錄起始的啟動子和決定 mRNA 翻譯的SD序列進行優化。具體方法包括組合強啟動子和強終止子;增加 SD 序列中與核糖體 16S rRNA 互補配對的鹼基因序列,使 SD 序列中6~8 個鹼基與核糖體16S rRNA 的鹼基完全配對;根據待表達外源基因的不同情況調整 SD 序列與起始密碼子 ATG 之間的距離及鹼基的種類;防止核糖體結合位點附近序列轉錄後形成「莖環」二級結構。
②提高稀有密碼子 tRNA 的表達作用。多數密碼子具有簡並性,而不同基因使用密碼子的頻率不相同。大腸桿菌基因對某些密碼子的使用表現了較大的偏愛性,在幾個同義密碼中往往只有一個或兩個被頻繁地使用。同義密碼子使用的頻率與細胞內相應的 tRNA 的豐度呈正相關,稀有密碼子的tRNA在細胞內的豐度很低。在 mRNA的翻譯過程中,往往會由於外源基因中含有過多的稀有密碼子而使細胞內稀有密碼子的 tRNA供不應求,最終使翻譯過程終止或發生移碼突變。此時可通過點突變等方法將外源基因中的稀有密碼子轉換為在受體細胞中高頻出現的同義密碼子。
③提高外源基因 mRNA 的穩定性。大腸桿菌的核酸酶系統能專一性地識別外源 DNA或 RNA並對其進行降解。對於 mRNA 來說,為了保持其在宿主細胞內的穩定性,可採取兩種措施,一是盡可能減少核酸外切酶可能對外源基因 mRNA的降解,二是改變外源基因 mRNA 的結構,使之不易被降解。
④提高外源基因表達產物的穩定性。大腸桿菌中含有多種蛋白水解酶,在外源基因表達產物的誘導下,蛋白水解酶的活性可能會增加。因此,須採用多種措施提高外源蛋白在大腸桿菌細胞內的穩定性。常用的方法包括:將外源基因的表達產物轉運到細胞周質或培養基中;選用某些蛋白水解酶缺陷株作為受體菌;對外源蛋白中水解酶敏感的序列進行修飾或改造;在表達外源蛋白的同時,表達外源蛋白的穩定因子。
⑤優化發酵過程。在發酵罐內工程菌生長到一定的階段後,開始誘導外源基因的表達,誘導的方式包括添加特異性誘導物和改變培養溫度等。使外源基因在特異的時空進行表達不僅有利於細胞的生長代謝,而且能提高表達產物的產率。生物因素的第三方面是提高外源基因表達產物的總量。外源基因表達產物的總量取決於外源基因表達水平和菌體濃度。在保持單個細胞基因表達水平不變的前提下,提高菌體密度可望提高外源蛋白質合成的總量。
4. 轉基因技術的原理是什麼
答:轉基因技術是利用現代生物技術,將人們期望的目標基因,經過人工分離、重組後,導入並整合到生物體的基因組中,從而改善生物原有的性狀或賦予其新的優良性狀。除了轉入新的外源基因外,還可以通過轉基因技術對生物體基因的加工、敲除、屏蔽等方法改變生物體的遺傳特性,獲得人們希望得到的性狀。這一技術的主要過程包括外源基因的克隆、表達載體構建、遺傳轉化體系的建立、遺傳轉化體的篩選、遺傳穩定性分析和回交轉育等。
5. 基因的歷史
1983年首次獲得轉基因煙草、馬鈴薯
附:
21世紀,高科技發展的熱點之一是現代生物技術中的遺傳工程。遺傳工程有狹義和廣義之分:狹義遺傳工程就是基因工程;廣義的遺傳工程是指所有能改變生物體遺傳性狀的技術。遺傳工程起始於70年代,首先是分子生物學家研究並掌握了分割和拼接遺傳物質脫氧核糖核酸(DNA)的技術,其後應用到各個方面。通過這種技術,已經可以使細菌產生胰島素和人類生長激素,提高乳牛產奶量,還能將抗禦病蟲害的特殊基因注入到馬鈴薯、玉米、棉花等農作物中。近年來醫務界已治癒了幾種可能致人於死地的酶缺乏症(幾種遺傳病),並且幾乎每周都能發現引發某種疾病的基因……生物技術正在以另人目不暇接的速度和不可思議的方式改變著這個世界。1996年諾貝爾獎獲得者、萊斯大學的化學家羅伯特·柯爾說:「本世紀是物理學和化學的世紀,但下個世紀顯然將是生物學的世紀。」
認識基因
將外源遺傳物質人工地轉移到受體生物中,使受體生物獲得新的遺傳屬性,這一工序叫做遺傳工程。基因工程是分子水平上的遺傳工程,是專指來自不同生物的基因(稱目的基因)同有自主復制能力的載體DNA在體外人為地連接,建成新的重組DNA,然後送入受體生物去繁殖和表達,從而達到遺傳物質和性狀的轉移和重新組合。為區別於一般遺傳工程,現在常用基因工程一詞,也稱為基因操作、基因克隆增殖、重組DNA技術。基因工程的主要程序包括目的基因的取得,載體的選擇,限制酶等酶系的選用,體外重組體的構建、轉化,以及目的基因在受體細胞里的增殖與表達。
「基因」到底是什麼呢?
現在我們通用的「基因」一詞,是由「GENE」音譯而來的。基因原稱遺傳因子,這一概念由來已久,例如斯賓塞的「生理單位」,達爾文的「微芽」,魏斯曼的「定子」等都是為了企圖說明世代之間性狀遺傳機理的早期遺傳因子的假說。
1865年,奧地利原天主教神父、遺傳學家約翰·格雷戈爾·孟德爾(1822―1884年)根據豌豆七對不同性狀的雜交實驗,總結出遺傳因子的概念以及在生殖細胞成熟中同對因子分離、異對因子自由組合兩條遺傳規律,也就是人們稱為的孟德爾因子和孟德爾定律。他發現了遺傳基因原理,總結出分離規律和自由組合規律,為遺傳學提供了數學基礎,創立了孟德爾學派,由此成為「遺傳學之父」。
「基因」是丹麥的植物學家和遺傳學家威·約翰遜1909年首先提出來用以表達孟德爾的「遺傳因子」這一概念的。從1910年到30年代美國人托馬斯·亨特·摩爾根(1866―1945年)等通過數百種果蠅性狀的雜交實驗,結合細胞學的觀察,不僅證明了孟德爾定律的正確性,而且還發現了基因連鎖和交換顯象及其染色體機理,同時還證實了長期存在的一種猜測,即藉助於顯微鏡能看到的在細胞核里呈小棍形狀結構的染色體就是基因的所在地。他闡明了基因變異和遺傳的染色體機理,總結為基因學說。
但是,當時人們還沒有弄清楚基因到底是什麼。40年代以來遺傳學研究逐步提高到分子水平,40-60年代,經過許多科學家的實驗研究,肯定了基因的化學成分主要為DNA,闡明了DNA的雙螺旋結構以及雙股DNA之間鹼基互補配對原則,人們才在以後的研究中,越來越清楚地認識了「基因」及其在遺傳中的作用。
基因是具有遺傳效應的DNA分子片段,它存在於染色體上,並在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,還可以使遺傳信息得到表達,也就是使遺傳信息以一定方式反映到蛋白質的分子結構上,從而使後代表現出與親代相似的性狀。
根據遺傳學研究,一般都認為一條染色體只含有一條DNA雙螺旋;如果染色體已分裂為兩個染色單體,那麼每一個單體含有一條DNA雙螺旋。但是染色體的寬度要比DNA雙鏈大得多,而染色體的長度又比DNA雙鏈短得多。據統計,人的染色體總長不到半毫米,而DNA分子的總長卻可達數米,所以在染色體中的DNA雙鏈總是纏繞又纏繞,呈高度地盤曲的狀態。
在染色體中高度盤曲著的DNA分子是一條很長的雙鏈,最短的DNA分子中大約也含有4000個核苷酸對,最長的大約含有40億個。一個DNA分子可以看作是很多區段的集合,這些區段一般不互相重疊,大約各有500-6000個核苷酸對,這樣的一個區段就是一個基因。
那麼,基因的內部結構是什麼樣的,科學家又是如何確定它的呢?
實際上,在遺傳學發展的早期階段「基因」僅僅是一個邏輯推理概念,而並非一種已經得到證實了的物質和結構。在本世紀30年代,由於證明了基因是以直線的形式排列在染色體上,因此人們認為基因是染色體上的遺傳單位。隨著分子遺傳學的發展,1953年在沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結構以後,人們普遍認為基因是DNA的片段,確定了基因化學本質。大多數生物的基因是由DNA組成,而DNA則是染色體的主要化學成分。大多數真核生物細胞內的DNA是由雙股多核苷酸單鏈結合而成。每股DNA鏈又是由許多個單核苷酸借磷酸二酯鍵互相連接而成;而兩股之間則是依靠兩者的鹼基成分按互補規律分別配對結合,即腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)借兩個氫鍵連接,鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)借三個氫鍵連接,形成一條雙螺旋梯形結構,故稱為DNA雙螺旋。本世紀60年代,本茨又提出了基因的內部具有一定的結構,可以區分為突變子、互換子和順反子三個不同的單位。DNA分子上的一個鹼基變化可以引起基因突變,因此可以看成是一個突變子;兩個鹼基之間可以發生互換,可以看成是一個互換子;一個順反子是具有特定功能的一段核苷酸序列,作為功能單位的基因應該是順反子。因此從分子水平來看,基因就是DNA分子上的一個片段,經過轉錄和轉譯能合成一條完整的多肽鏈。可是,通過近來的研究,科學家認為這個結論並不全面,因為有的基因在轉錄出RNA後,不再翻譯成蛋白質。另外,還有一類基因,如操縱基因,它們既沒有轉錄作用,又沒有翻譯產物,僅僅起著控制和操縱基因活動的作用。特別是近年來,科學家發現DNA分子上有相當一部分片段,只是某些鹼基的簡單重復。這類不含有遺傳信息的鹼基片段,在真核細胞生物中數量可以很大,甚至達到50%以上。關於DNA分子中這些重復鹼基片段的作用,目前還不十分了解。有人推測可能有調節某些基因活動和穩定染色體結構的作用,其真正的功能尚待研究。由此,目前有遺傳學家認為,應把基因看作是DNA分子上具有特定功能的(或具有一定遺傳效應的)核苷酸序列。
基因的結構有以下幾個特點:
1)基因是結構單位,不能由交換分開,交換只能發生在基因之間,而不在它們之中。2)基因是突變單位,基因可以從一個等位形式變為另一個等位形式,但在基因內部沒有可以改變的更小的單位。3)基因是作用單位,能產生一種特定的表型效應,基因的部分,如果有的話,不能起作用。4)染色體是基因的載體,染色體的存在,使等位基因可以有規則分離,又可以使非等位基因間相互重組。
基因的功能
基因有控制遺傳性狀和活性調節的功能。基因通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,並通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而控制生物的個體性狀表現。基因還可以通過控制結構蛋白的成分,直接控制生物性狀。
生物體細胞中的DNA分子上有很多基因,但並不是每一基因的特徵都表現出來。即使是由同一受精卵發育分化而來的同一人體不同組織中的細胞,如肌肉細胞、肝臟細胞、骨細胞、神經細胞、紅細胞、和胃黏膜細胞等。它們的細胞形狀都是各不相同的。為什麼會出現這種現象呢?原來,細胞核中的基因在細胞的一生中並非始終處於活性狀態,它們有的處於轉錄狀態,即活性狀態,這時基因打開,有的處於非轉錄狀態,即基因關閉。在生物體的不同發育期,基因的活性是不同的,而且基因的活性有嚴格的程序。基因活性的嚴格程序是生命周期穩定的基礎。各種不同的生物因其細胞內的基因具有獨特的活性調節而呈現不同的形態特徵。
那麼,基因是如何決定性狀的呢?
生物體的一切遺傳性狀都受基因控制,但是基因並不等於性狀,從基因型到表現型(性狀)要經過一系列的發育過程。基因控制生物的性狀主要通過兩條途徑,一是通過控制酶的合成來控制生物的性狀。這是因為由基因控制的生物性狀要表現出來,必需經過一系列的代謝過程,而代謝過程的每一步都離不開酶的催化,所以基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而控制生物個體性狀的表現的。另一條途徑是基因通過控制結構蛋白的成分直接控制生物的形狀。蛋白質多肽鏈上氨基酸序列都受基因的控制,如果控制蛋白質的基因中DNA的鹼基發生變化,則可引起信使RNA上相應的鹼基的變化,從而導致蛋白質的結構變異。
此外,遺傳性狀的表現,不但要受到內部基因的控制,還受到外部花莖條件的制約。因此,不同基因型的個體在不同的環境條件下可以產生不同的表現型,即使同一基因型的個體,在不同環境條件下,也可以產生不同的表現型。也就是說,表現型是基因型與環境共同作用的結果。
國際上生物技術發展的新動向
基因療法
隨著人類對基因研究的不斷深入,發現許多疾病是由於基因結構與功能發生改變所引起的。科學家將不僅能發現有缺陷的基因,而且還能掌握如何進行對基因診斷、修復、治療和預防,這是生物技術發展的前沿。這項成果將給人類的健康和生活帶來不可估量的利益。
所謂基因治療是指用基因工程的技術方法,將正常的基因轉如病患者的細胞中,以取代病變基因,從而表達所缺乏的產物,或者通過關閉或降低異常表達的基因等途徑,達到治療某些遺傳病的目的。目前,已發現的遺傳病有6500多種,其中由單基因缺陷引起的就有約3000多種。因此,遺傳病是基因治療的主要對象。
第一例基因治療是美國在1990年進行的。當時,兩個4歲和9歲的小女孩由於體內腺苷脫氨酶缺乏而患了嚴重的聯合免疫缺陷症。科學家對她們進行了基因治療並取得了成功。這一開創性的工作標志著基因治療已經從實驗研究過渡到臨床實驗。1991年,我國首例B型血友病的基因治療臨床實驗也獲得了成功。
基因治療的最新進展是即將用基因槍技術於基因治療。其方法是將特定的DNA用改進的基因槍技術導入小鼠的肌肉、肝臟、脾、腸道和皮膚獲得成功的表達。這一成功預示著人們未來可能利用基因槍傳送葯物到人體內的特定部位,以取代傳統的接種疫苗,並用基因槍技術來治療遺傳病。目前,科學家們正在研究的是胎兒基因療法。如果現在的實驗療效得到進一步確證的話,就有可能將胎兒基因療法擴大到其它遺傳病,以防止出生患遺傳病症的新生兒,從而從根本上提高後代的健康水平。
基因工程葯物研究
基因工程葯物,是重組DNA的表達產物。廣義的說,凡是在葯物生產過程中涉及用基因工程的,都可以成為基因工程葯物。在這方面的研究具有十分誘人的前景。
基因工程葯物研究的開發重點是從蛋白質類葯物,如胰島素、人生長激素、促紅細胞生成素等的分子蛋白質,轉移到尋找較小分子蛋白質葯物。這是因為蛋白質的分子一般都比較大,不容易穿過細胞膜,因而影響其葯理作用的發揮,而小分子葯物在這方面就具有明顯的優越性。另一方面對疾病的治療思路也開闊了,從單純的用葯發展到用基因工程技術或基因本身作為治療手段。
現在,還有一個需要引起大家注意的問題,就是許多過去被征服的傳染病,由於細菌產生了耐葯性,又卷土重來。其中最值得引起注意的是結核病。據世界衛生組織報道,現已出現全球肺結核病危機。本來即將被消滅的結核病又死灰復燃,而且出現了多種耐葯結核病。據統計,全世界現有17.22億人感染了結核病菌,每年有900萬新結核病人,約300萬人死於結核病,相當於每10秒鍾就有一人死於結核病。科學家還指出,在今後的一段時間里,會有數以百計的感染細菌性疾病的人將無葯可治,同時病毒性疾病日益曾多,防不勝防。不過與此同時,科學家們也探索了對付的辦法,他們在人體、昆蟲和植物種子中找到一些小分子的抗微生物多肽,它們的分子量小於4000,僅有30多個氨基酸,具有強烈的廣普殺傷病原微生物的活力,對細菌、病菌、真菌等病原微生物能產生較強的殺傷作用,有可能成為新一代的「超級抗生素」。除了用它來開發新的抗生素外,這類小分子多肽還可以在農業上用於培育抗病作物的新品種。
加快農作物新品種的培育
科學家們在利用基因工程技術改良農作物方面已取得重大進展,一場新的綠色革命近在眼前。這場新的綠色革命的一個顯著特點就是生物技術、農業、食品和醫葯行業將融合到一起。
本世紀五、六十年代,由於雜交品種推廣、化肥使用量增加以及灌溉面積的擴大,農作物產量成倍提高,這就是大家所說的「綠色革命」。但一些研究人員認為,這些方法目前已很難再使農作物產量有進一步的大幅度提高。
基因技術的突破使科學家們得以用傳統育種專家難以想像的方式改良農作物。例如,基因技術可以使農作物自己釋放出殺蟲劑,可以使農作物種植在旱地或鹽鹼地上,或者生產出營養更豐富的食品。科學家們還在開發可以生產出能夠防病的疫苗和食品的農作物。
基因技術也使開發農作物新品種的時間大為縮短。利用傳統的育種方法,需要七、八年時間才能培育出一個新的植物品種,基因工程技術使研究人員可以將任何一種基因注入到一種植物中,從而培育出一種全新的農作物品種,時間則縮短一半。
雖然第一批基因工程農作物品種5年前才開始上市,但今年美國種植的玉米、大豆和棉花中的一半將使用利用基因工程培育的種子。據估計,今後5年內,美國基因工程農產品和食品的市場規模將從今年的40億美元擴大到200億美元,20年後達到750億美元。有的專家預計,「到下世紀初,很可能美國的每一種食品中都含有一點基因工程的成分。」
盡管還有不少人、特別是歐洲國家消費者對轉基因農產品心存疑慮,但是專家們指出,利用基因工程改良農作物已勢在必行。這首先是由於全球人口的壓力不斷增加。專家們估計,今後40年內,全球的人口將比目前增加一半,為此,糧食產量需增加75%。另外,人口的老齡化對醫療系統的壓力不斷增加,開發可以增強人體健康的食品十分必要。
加快農作物新品種的培育也是第三世界發展中國家發展生物技術的一個共同目標,我國的農業生物技術的研究與應用已經廣泛開展,並已取得顯著效益。
分子進化工程的研究
分子進化工程是繼蛋白質工程之後的第三代基因工程。它通過在試管里對以核酸為主的多分子體系施以選擇的壓力,模擬自然中生物進化歷程,以達到創造新基因、新蛋白質的目的。
這需要三個步驟,即擴增、突變、和選擇。擴增是使所提取的遺傳信息DNA片段分子獲得大量的拷貝;突變是在基因水平上施加壓力,使DNA片段上的鹼基發生變異,這種變異為選擇和進化提供原料;選擇是在表型水平上通過適者生存,不適者淘汰的方式固定變異。這三個過程緊密相連缺一不可。
現在,科學家已應用此方法,通過試管里的定向進化,獲得了能抑制凝血酶活性的DNA分子,這類DNA具有抗凝血作用,它有可能代替溶解血栓的蛋白質葯物,來治療心肌梗塞、腦血栓等疾病。
我國基因研究的成果
以破譯人類基因組全部遺傳信息為目的的科學研究,是當前國際生物醫學界攻克的前沿課題之一。據介紹,這項研究中最受關注的是對人類疾病相關基因和具有重要生物學功能基因的克隆分離和鑒定,以此獲得對相關疾病進行基因治療的可能性和生產生物製品的權利。
人類基因項目是國家「863"高科技計劃的重要組成部分。在醫學上,人類基因與人類的疾病有相關性,一旦弄清某基因與某疾病的具體關系,人們就可以製造出該疾病的基因葯物,對人類健康長壽產生巨大影響。據介紹,人類基因樣本總數約10萬條,現已找到並完成測序的約有8000條。
近些年我國對人類基因組研究十分關注,在國家自然科學基金、「863計劃」以及地方政府等多渠道的經費資助下,已在北京、上海兩地建立了具備先進科研條件的國家級基因研究中心。同時,科技人員緊跟世界新技術的發展,在基因工程研究的關鍵技術和成果產業化方面均有突破性的進展。我國人類基因組研究已走在世界先進行列,某些基因工程葯物也開始進入應用階段。
目前,我國在蛋白基因的突變研究、血液病的基因治療、食管癌研究、分子進化理論、白血病相關基因的結構研究等項目的基礎性研究上,有的成果已處於國際領先水平,有的已形成了自己的技術體系。而乙肝疫苗、重組α型干擾素、重組人紅細胞生成素,以及轉基因動物的葯物生產器等十多個基因工程葯物,均已進入了產業化階段。
基因技術:進退兩難的境地和兩面性的特徵
基因作物在輿論界引發爭議不足為怪。但在同屬發達世界的大西洋兩岸,轉基因技術的待遇迥然不同卻是一種耐人尋味的現象。當美國40%的農田種植了經過基因改良的作物、消費者大都泰然自若地購買轉基因食品時,此類食品在歐洲何以遭遇一浪高過一浪的喊打之聲?
從直接社會背景看,目前歐洲流行「轉基因恐懼症」情有可原。從1986年英國發現瘋牛病,到今年比利時污染雞查出致癌的二惡英和可口可樂在法國導致兒童溶血症,歐洲人對食品安全頗有些風聲鶴唳,關於轉基因食品可能危害人類健康的假設如條件反射一般讓他們聞而生畏。
同時,歐洲較之美國在環境和生態保護問題上一貫採取更為敏感乃至激進的態度,這是轉基因食品在歐美處境殊異的另一緣故。一方面,歐洲各國媒介的環保意識日益強烈,往往對可能危害環境和生態的問題窮追不舍甚至進行誇張的報道,這在很大程度上左右著公眾對諸如轉基因問題的態度。另一方面,以「綠黨」為代表的「環保主義勢力」近年來在歐洲政壇崛起,在政府和議會中的勢力不斷擴大,對決策過程施加著越來越大的影響。
但是,歐洲人對轉基因技術之所以採取如此排斥的態度,似乎還有一個較為隱蔽卻很重要的深層原因。實際上,在轉基因問題上歐美之間既有價值觀念之差,更是經濟利益之爭。與一般商品不同,轉基因技術具有一種獨特的壟斷性。在技術上,美國的「生命科學」公司一般都通過生物工程使其產品具有自我保護功能。其中最突出的是「終止基因」,它可以使種子自我毀滅而不能象傳統作物種子那樣被再種植。另一種技術是使種子必須經過只為種子公司所掌握的某種「化學催化」方能發育和生長。在法律上,轉基因作物種子一般是通過一種特殊的租賃制度提供的,消費者不得自行保留和再種植。美國是耗資巨大的基因工程研究最大的投資者,而從事轉基因技術開發的美國公司都熟諳利用知識產權和專利保護法尋求巨額回報之道。美國目前被認為已控制了相當大份額的轉基因產品市場,進而可以操縱市場價格。因此,抵制轉基因技術實際上也就是抵制美國在這一領域的壟斷。
生物技術在許多領域正在發揮越來越重要的作用:遺傳工程產品在農業領域無孔不入,遺傳工程作物開始在美國農業中佔有重要位置;生物技術在醫學領域取得顯著進展,已有一些遺傳工程葯物取代了常規葯物,醫學界在幾方面從基因研究中獲利;克隆技術的進展為拯救瀕危物種及探索多種人類疾病的治療方法提供了前所未有的機會。目前研究人員正准備將生物技術推進到更富挑戰性的領域。但近來警惕遺傳學家的行為的聲音越來越受到重視。
今天,人們藉助於所謂的DNA切片已能同時研究上百個遺傳基質。基因的研究達到了這樣一個發展高度,幾年後,隨著對人類遺傳物質分析的結束,人們開始集中所有的手段對人的其他部分遺傳物質的優缺點進行有系統地研究。但是,生物學的發展也有其消極的一面:它容易為種族主義提供新的遺傳學方面的依據
對新的遺傳學持批評態度的人總喜歡描繪出一幅可怕的景象:沒完沒了的測試、操縱和克隆、毫無感情的士兵、基因很完美的工廠工人……遺傳密碼使基因研究人員能深入到人們的內心深處,並給他們提供了操縱生命的工具。然而他們是否能使遺傳學朝好的研究方向發展還完全不能預料。
6. 大腸桿菌作為外源基因表達系統有哪些優缺
大腸桿菌是原核生物,不過dna少易操作;
酵母菌是真核生物,dna結構和表達更接近人類,而且相對易培養(相對動物細胞);
不過前兩者都是模式生物,遺傳結構相當清晰;
動物細胞是最接近人類的,基因表達過程與人基本一致,但實際操作相對困難。
一般是在前兩者上找到目的基因,最後在後者檢驗效果。
7. 遺傳基因與免疫系統有什麼聯系
大多數的原發性免疫缺陷並就和遺傳基因有聯系。
原發性免疫缺陷者有高度伴發自身免疫病的傾向,正常人群自身免疫病的發病率為0.001%~0.01%,而免疫缺陷者可高達14%,以系統性紅斑狼瘡、類風濕關節炎和惡性貧血等較多見。
多數原發性免疫缺陷病有遺傳傾向性,約1/3為常染色體遺傳,1/5為性染色體隱性遺傳。
某些原發性免疫缺陷病為單基因缺陷所致,一些突變位點已經明確,從而為未來基因治療奠定了基礎。將正常的目的基因片段整合到患者幹細胞基因組內(基因轉化),被基因轉化的細胞經過有絲分裂,使轉化的基因片段能在患者體內復制而持續存在,並發揮功能。理論上講,凡骨髓移植成功的疾病均是基因治療的指征。
8. 原核系統中影響外源基因表達效率的主要因素
影響目的基因在大腸桿菌中表達的因素? 瀏覽次數:904次懸賞分:0 | 提問時間:2009-4-28 17:30 | 提問者:lys2126
影響目的基因在大腸桿菌中表達的因素?
推薦答案 ⑴外源基因的拷貝數
⑵ 外源基因的表達效率
①啟動子的強弱
②核糖體接合位點的有效性
③SD序列和起始密碼ATG的間距
④密碼子組成
⑶表達產物的穩定性
⑷細胞代謝負荷
⑸工程菌的培養條件
設計構建一個載體,將目的基因在植物根系表達並向根細胞外分泌。請詳細寫出個步驟 瀏覽次數:842次懸賞分:20 | 解決時間:2009-2-14 09:13 | 提問者:370629225
考研的 問題
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將特定的外源基因構建在植物表達載體中並轉入受體植物,並不是植物遺傳轉化的最終目的。理想的轉基因植物往往需要外源基因在特定部位和特定時間內高水平表達,產生人們期望的表型性狀。然而,近二十年的發展歷史卻表明,外源基因在受體植物內往往會出現表達效率低、表達產物不穩定甚至基因失活或沉默等不良現象,導致轉基因植物無法投入實際應用。另外,轉基因植物的安全性問題已在許多國家引起人們的關注,例如,轉基因有可能隨花粉擴散,抗生素篩選標記基因有可能使臨床上的某些抗生素失去作用等等。以上問題的出現使得植物基因工程這一高新技術正處於一種前所未有的困擾時期。針對這些問題,近幾年人們對植物轉基因技術進行了多方面的探索和改進,植物表達載體的改進和優化就是其中最重要的一項內容,本文就已經取得的進展進行綜述。
1 啟動子的選用和改造
外源基因表達量不足往往是得不到理想的轉基因植物的重要原因。由於啟動子在決定基因表達方面起關鍵作用,因此,選擇合適的植物啟動子和改進其活性是增強外源基因表達首先要考慮的問題。
目前在植物表達載體中廣泛應用的啟動子是組成型啟動子,例如,絕大多數雙子葉轉基因植物均使用CaMV35S啟動子,單子葉轉基因植物主要使用來自玉米的Ubiquitin啟動子和來自水稻的Actinl啟動子。在這些組成型表達啟動子的控制下,外源基因在轉基因植物的所有部位和所有的發育階段都會表達。然而,外源基因在受體植物內持續、高效的表達不但造成浪費,往往還會引起植物的形態發生改變,影響植物的生長發育。為了使外源基因在植物體內有效發揮作用,同時又可減少對植物的不利影響,目前人們對特異表達啟動子的研究和應用越來越重視。已發現的特異性啟動子主要包括器官特異性啟動子和誘導特異性啟動子。例如,種子特異性啟動子、果實特異性啟動子、葉肉細胞特異性啟動子、根特異性啟動子、損傷誘導特異性啟動子、化學誘導特異性啟動子、光誘導特異性啟動子、熱激誘導特異性啟動子等。這些特異性啟動子的克隆和應用為在植物中特異性地表達外源基因奠定了基礎。例如,瑞士CIBA-GEIGY公司使用PR-IA啟動子控制轉基因煙草中Bt毒蛋白基因的表達,由於該啟動子可受水楊酸及其衍生物誘導,通過噴酒廉價、無公害的化學物質,誘導抗蟲基因在蟲害重發生季節表達,顯然是一個十分有效的途徑。
在植物轉基因研究中,使用天然的啟動子往往不能取得令人滿意的結果,尤其是在進行特異表達和誘導表達時,表達水平大多不夠理想。對現有啟動子進行改造,構建復合式啟動子將是十分重要的途徑。例如,Ni等人將章魚鹼合成酶基因啟動子的轉錄激活區與甘露鹼合成酶基因啟動子構成了復合啟動子,GUS表達結果表示:改造後的啟動子活性比35S啟動子明顯提高。吳瑞等人將操作誘導型的PI-II基因啟動子與水稻Actinl基因內含子1進行組合,新型啟動子的表達活性提高了近10倍(專利)。在植物基因工程研究中,這些人工組建的啟動子發揮了重要作用。
2 增強翻譯效率
為了增強外源基因的翻譯效率,構建載體時一般要對基因進行修飾,主要考慮三方面內容:
2.1添加5『-3『-非翻譯序列
許多實驗已經發現,真核基因的5『-3『-非翻譯序列(UTR)對基因的正常表達是非常必要的,該區段的缺失常會導致mRNA的穩定性和翻譯水平顯著下降。例如,在煙草花葉病毒(TMV)的126kDa蛋白基因翻譯起始位點上游,有一個由68bp核苷酸組成的Ω元件,這一元件為核糖體提供了新的結合位點,能使Gus基因的翻譯活性提高數十倍。目前已有許多載體中外源基因的5『-端添加了Ω翻譯增強序列。Ingelbrecht等曾對多種基因的 3『-端序列進行過研究,發現章魚鹼合成酶基因的3『-端序列能使NPTII基因的瞬間表達提高20倍以上。另外,不同基因的3『-端序列增進基因表達的效率有所不同,例如,rbcS3『-端序列對基因表達的促進作用比查爾酮合酶基因的3『-端序列高60倍。
2.2 優化起始密碼周邊序列
雖然起始密碼子在生物界是通用的,然而,從不同生物來源的基因各有其特殊的起始密碼周邊序列。例如,植物起始密碼子周邊序列的典型特徵是AACCAUGC,動物起始密碼子周邊序列為CACCAUG,原核生物的則與二者差別較大。Kozak詳細研究過起始密碼子ATG周邊鹼基定點突變後對轉錄和翻譯所造成的影響,並總結出在真核生物中,起始密碼子周邊序列為ACCATGG時轉錄和翻譯效率最高,特別是-3位的A對翻譯效率非常重要。該序列被後人稱為Kozak序列,並被應用於表達載體的構建中。例如,有一個細菌的幾丁質酶基因,原來的起始密碼周邊序列為UUUAUGG,當被修飾為ACCAUGG,其在煙草中的表達水平提高了8倍。因此,利用非植物來源的基因構建表達載體時,應根據植物起始密碼子周邊序列的特徵加以修飾改造。
2.3對基因編碼區加以改造
如果外源基因是來自於原核生物,由於表達機制的差異,這些基因在植物體內往往表達水平很低,例如,來自於蘇雲金芽孢桿菌的野生型殺蟲蛋白基因在植物中的表達量非常低,研究發現這是由於原核基因與植物基因的差異造成了mRNA穩定性下降。美國Monsanto公司Perlak等人在不改變毒蛋白氨基酸序列的前提下,對殺蟲蛋白基因進行了改造,選用植物偏愛的密碼子,增加了GC含量,去除原序列下影響mRNA穩定的元件,結果在轉基因植株中毒蛋白的表達量增加了30~100倍,獲得了明顯的抗蟲效果。
3 消除位置效應
當外源基因被移人受體植物中之後,它在不同的轉基因植株中的表達水平往往有很大差異。這主要是由於外源基因在受體植物的基因組內插入位點不同造成的。這就是所謂的"位置效應"。為了消除位置效應,使外源基因都能夠整合在植物基因組的轉錄活躍區,在目前的表達載體構建策略中通常會考慮到核基質結合區以及定點整合技術的應用。
核基質結合區(matrix association region,MAR)是存在於真核細胞染色質中的一段與核基質特異結合的DNA序列。一般認為,MAR序列位於轉錄活躍的DNA環狀結構哉的邊界,其功能是造成一種分割作用,使每個轉錄單元保持相對的獨立性,免受周圍染色質的影響。有關研究表明,將MAR置於目的基因的兩側,構建成包含MAR-gene-MAR結構的植物表達載體,用於遺傳轉化,能明顯提高目的基因的表達水平,降低不同轉基因植株之間目的基因表達水平的差異,減少位置效應。例如,Allen等人研究了異源MAR(來自酵母)和同源MAR(來自煙草)對Gus基因在煙草中表達的影響,發現酵母的MAR能使轉基因表達水平平均提高12倍,而煙草本身的MAR能使轉基因的表達水平平均提高60倍。使用來源於雞溶菌酶基因的MAR也可起到同樣作用。
另一可行的途徑是採用定點整合技術,這一技術的主要原理是,當轉化載體含有與寄主染色體同源的DNA片段時,外源基因可以通過同源重組定點整合於染色體的特定部位。實際操作時首先要分離染色體轉錄活性區域的DNA片段,然後構建植物表達載體。在微生物的遺傳操作中,同源重組定點整合已成為一項常規技術,在動物中外源基因的定點整合已獲得成功,而在植物中除了葉綠體表達載體可實現定點整合以外,細胞核轉化中還很少有成功的報道。
4 構建葉綠體表達載體
為了克服細胞核轉化中經常出現的外源基因表達效率低,位置效應及由於核基因隨花粉擴散而帶來的不安全性等問題,近幾年出現的一種新興的遺傳轉化技術--葉綠體轉化,正以它的優越性和發展前景日益為人們所認識並受到重視。到目前為止,已在煙草、水稻、擬南芥、馬鈴薯和油菜(侯丙凱等,等發表)5種植物中相繼實現了葉綠體轉化,使得這一轉化技術開始成為植物基因工程中新的生長點。
由於目前多種植物的葉綠體基因組全序列已被測定,這就為外源基因通過同源重組機制定點整合進葉綠體基因組奠定了基礎,目前構建的葉綠體表達載體基本上都屬於定點整合載體。構建葉綠體表達載體基本上都屬於定點事例載體。構建葉綠體表達載體時,一般都在外源基因表達盒的兩側各連接一段葉綠體的DNA序列,稱為同源重組片段或定位片段(Targeting fragment)。當載體被導入葉綠體後,通過這兩個片段與葉綠體基因組上的相同片段發生同源重組,就可能將外源基因整合到葉綠體基因組的特定位點。在以作物改良為目的的葉綠體轉化中,要求同源重組發生以後,外源基因的插入既不引起葉綠體基因原有序列丟失,又不致於破壞插入點處原有基因的功能。為滿足這一要求,已有的工作都選用了相鄰的兩個基因作為同源重組片段,例如rbcL/accD,16StrnV/rpsl2rps7,psbA/trnK,rps7/ndhB。當同源重組發生以後,外源基因定點插入在兩個相鄰基因的間隔區,保證了原有基因的功能不受影響。最近,Daniel等利用煙草葉綠體基因trnA和trnI作為同源重組片段,構建了一種通用載體(universal vector)。由於trnA和trnI的DNA序列在高等植物中是高度保守的,作者認為這種載體可用於多種不同植物的葉綠體轉化。如果這種載體的通用性得到證實,那麼這項工作無疑為構建方便而實用的新型葉綠體表達載體提供了一個好的思路。
由於葉綠體基因組的高拷貝性,定點整合進葉綠體基因組的外源基因往往會得到高效率表達,例如McBride等人首次將Bt CryIA(c)毒素基因轉入煙草葉綠體,Bt毒素蛋白的表達量高達葉子總蛋白的3%~5%,而通常的核轉化技術只能達到0.001%~0.6%。最近,Kota等將Bt Cry2Aa2蛋白基因轉入煙草轉入煙草葉綠體,也發現毒蛋白在煙草葉子中的表達量很高,占可溶性蛋白的2%~3%,比細胞核轉化高出20~30倍,轉基因煙草不僅能抗敏感昆蟲,而且能夠百分之百地殺死那些產生了高抗性的昆蟲。Staub等最近報道,將人的生長激素基因轉入煙草葉綠體,其表達量竟高達葉片總蛋白的7%,比細胞核轉化高出300倍。這些實驗充分說明,葉綠體表達載體的構建和轉化,是實現外源基因高效表達的重要途徑之一。
5 定位信號的應用
上述幾種載體優化策略主要目的是提高外源基因的轉錄和翻譯效率,然而,高水平表達的外源蛋白能否在植物細胞內穩定存在以及積累量的多少是植物遺傳轉化中需要考慮的另一重要問題。
近幾年的研究發現,如果某些外源基因連接上適當的定位信號序列,使外源蛋白產生後定向運輸到細胞內的特定部位,例如:葉綠體、內質網、液泡等,則可明顯提高外源蛋白的穩定性和累積量。這是因為內質網等特定區域為某些外源蛋白提供了一個相對穩定的內環境,有效防止了外源蛋白的降解。例如,Wong等將擬南芥rbcS亞基的轉運肽序列連接於殺蟲蛋白基因之前,發現殺蟲蛋白能夠特異性地積累在轉基因煙草的葉綠體內,外源蛋白總的積累量比對照提高了10~20倍。最近,葉梁、宋艷茹等也將rbcS亞基的轉運肽序列連接於PHB合成相關基因之前,試圖使基因表達產物在轉基因油菜種子的質體中積累,從而提高外源蛋白含量。另外,Wandelt等和Schouten等將內質網定位序列(四肽KDEL的編碼序列)與外源蛋白基因相連接,發現外源蛋白在轉基因植物中的含量有了顯著提高。顯然,定位信號對於促進蛋白質積累有積極作用,但同一種定位信號是否適用於所有的蛋白還有待於進一步確定。
6 內含子在增強基因表達方面的應用
內含子增強基因表達的作用最初是由Callis等在轉基因玉米中發現的,玉米乙醇脫氫酶基因(Adhl)的第一個內含子(intron 1)對外源基因表達有明顯增強作用,該基因的其他內含子(例如intron8,intron9)也有一定的增強作用。後來,Vasil等也發現玉米的果糖合成酶基因的第一個內含子能使CAT表達水平提高10倍。水稻肌動蛋白基因的第三個內含子也能使報道基因的表達水平提高2~6倍。至今對內含子增強基因表達的機制不不清楚,但一般認為可能是內含子的存在增強了mRNA的加工效率和mRNA穩定性。Tanaka等人的多項研究表明,內含子對基因表達的增強作用主要發生在單子葉植物,在雙子葉植物中不明顯。
由於內含子對基因表達有增強作用,Mcelroy等在構建單子葉植物表達載體時,特意將水稻的肌動蛋白基因的第一個內含子保留在該基因啟動子的下游。同樣,Christensen等在構建載體時將玉米Ubiquitin基因的第一個內含子置於啟動子下游,以增強外源基因在單子葉植物中的表達。然而,有研究指出,特定內含子對基因表達的促進作用取決於啟動子強度、細胞類型、目的基因序列等多種因素,甚至有時會取決於內含子在載體上的位置。例如,玉米Adhl基因的內含子9置於Gus基因的5『端,在CaMV35S啟動子調控下,Gus基因的表達未見增強;當把內含子置於Gus基因3端,在同樣的啟動子控制下,Gus基因的表達水平卻增加了大約3倍。由此可見,內含子對基因表達的作用機制可能是很復雜的,如何利用內含子構建高效植物表達載體,目前還缺乏一個固定的模式,值得進一步探討。
7 多基因策略
迄今為止,多數的遺傳轉化研究都是將單一的外源基因轉入受體植物。但有時由於單基因表達強度不夠或作用機制單一,尚不能獲得理想的轉基因植物。如果把兩個或兩個以上的能起協同作用的基因同時轉入植物,將會獲得比單基因轉化更為理想的結果。這一策略在培育抗病、抗蟲等抗逆性轉基因植物方面已得到應用。例如,根據抗蟲基因的抗蟲譜及作用機制的不同,可選擇兩個功能互補的基因進行載體構建,並通過一定方式將兩個抗蟲基因同時轉入一個植物中去。王偉等將外源凝集素基因和蛋白酶抑制劑基因同時轉入棉花,得到了含雙價抗蟲基因的轉化植株。Barton等將Bt殺蟲蛋白基因和蠍毒素基因同時轉入煙草,其抗蟲性和防止害蟲產生抗性的能力大為提高(專利)。在抗病方面,本實驗室藍海燕等構建了包含β-1,3-葡聚糖酶基因及幾丁質酶基因的雙價植物表達載體,並將其導入油菜和棉花,結果表明,轉基因植株均產生了明顯的抗病性。最近,馮道榮、李寶健等將2~3個抗真菌病基因和hpt基因連在一個載體上,兩個抗蟲基因與bar基因連在另一個載體上,用基因槍將它們共同導入水稻植株中,結果表明,70%的R。代植株含有導入的全部外源基因(6~7個),且導入的多個外源基因趨向於整合在基因組的一個或兩個位點。
一般常規的轉化,尚不能將大於25kb的外源DNA片段導入植物細胞。而一些功能相關的基因,比如植物中的數量性狀基因、抗病基因等,大多成"基因簇"的形式存在。如果將某些大於100kb的大片段DNA,如植物染色體中自然存在的基因簇或並不相連鎖的一系列外源基因導入植物基因組的同一位點,那麼將有可能出現由多基因控制的優良性狀或產生廣譜的抗蟲性、抗病性等,還可以賦予受體細胞一種全新的代謝途徑,產生新的生物分子。不僅如此,大片段基因群或基因簇的同步插入還可以在一定程度上克服轉基因帶來的位置效應,減少基因沉默等不良現象的發生。最近,美國的Hamilton和中國的劉耀光分別開發出了新一代載體系統,即具有克隆大片段DNA和藉助於農桿菌介導直接將其轉化植物的BIBAC和TAC。這兩種載體不僅可以加速基因的圖位克隆,而且對於實現多基因控制的品種改良也會有潛在的應用價值。目前,關於BIBAC和TAC載體在多基因轉化方面的應用研究還剛剛開始。
8 篩選標記基因的利用和刪除
篩選標記基因是指在遺傳轉化中能夠使轉化細胞(或個體)從眾多的非轉化細胞中篩選出來的標記基因。它們通常可以使轉基因細胞產生對某種選擇劑具有抗性的產物,從而使轉基因細胞在添加這種選擇的培養基上正常生長,而非轉基因細胞由於缺乏抗性則表現出對此選擇劑的敏感性,不能生長、發育和分化。在構建載體時,篩選標記基因連接在目的基因一旁,兩者各有自己的基因調控序列(如啟動子、終止子等)。目前常用的篩選標記基因主要有兩大類:抗生素抗性酶基因和除草劑抗性酶基因。前者可產生對某種抗生素的抗性,後者可產生對除草劑的抗性。使用最多的抗生素抗性酶基因包括NPTII基因(產生新黴素磷酸轉移酶,抗卡那黴素)、HPT基因(產生潮黴素磷酸轉移酶,抗潮黴素)和Gent基因(抗慶大黴素)等。常用的抗除草劑基因包括EPSP基因(產生5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶,抗草甘磷)、GOX基因(產生草甘膦氧化酶、降解草甘膦)、bar基因(產生PPT乙醯轉移酶,抗Bialaphos或glufosinate)等。
上面這些當中1、2、3、5、6都是值得注意的,特別是5,因為你要向細胞外分泌。骨架載體可以選擇PB I121,然後你可以在上面改動基因型。
後面的就是克隆的步驟了,相對簡單。
1 首先獲得目的基因加酶切位點,連入改好的載體中。
2 將質粒轉入大腸桿菌DH5a擴增
3 將擴增好的質粒轉入植物細胞內進行表達
4 收集根細胞外培養基檢測是否有該蛋白的表達和分泌。
至於改造載體那幾個步驟要是答題的話簡單說說就可以了,畢竟如果真的做出一個好載體都可以自己開公司了。
9. 原核生物的表達系統和真核的有什麼不同
真核生物與原核生物的主要區別是:
1、真核生物具有由染色體、核仁、核液、雙層核膜等構成的細胞核;原核生物無核膜、核仁,故無真正的細胞核,僅有由核酸集中組成的擬核,也稱核區(生物學名詞)。
2、真核生物的轉錄大多在細胞核中進行,也可以在半自助細胞器(如葉綠體和線粒體)中進行,蛋白質的合成在細胞質中進行,而原核生物的轉錄與蛋白質的合成交聯在一起進行。
3、真核生物有內質網、高爾基體、溶酶體、液泡等細胞器,原核生物沒有。
4、真核生物中除某些低等類群(如甲藻等)的細胞以外,染色體上都有5種或4種組蛋白與DNA結合,形成核小體 ;而在原核生物則無。
5、真核細胞在細胞周期中有專門的DNA復制期(S期);原核細胞則沒有,其DNA復制常是連續進行的。
6、真核細胞的有絲分裂是原核細胞所沒有的。
7、真核細胞有發達的微管系統,其鞭毛(纖毛)、中心粒、紡錘體等都與微管有關,原核生物則否。
8、真核細胞有由肌動、肌球蛋白等構成的微纖維系統,後者與胞質環流、吞噬作用等密切相關;而原核生物卻沒有這種系統,因而也沒有胞質環流和吞噬作用。
(9)基因原系統擴展閱讀
與真核生物的種類相比,已發現的原核生物種類雖不甚多,但其生態分布卻極其廣泛,生理性能也極其龐雜。有的種類能在飽和的鹽溶液中生活;有的卻能在蒸餾水中生存;有的能在0℃下繁殖;有的卻以70℃為最適溫度。
有的是完全的無機化能營養菌,以二氧化碳為唯一碳源;有的卻只能在活細胞內生存。在進行光合作用的原核生物中,有的放氧,有的不放氧;有的能在pH為10 以上的環境中生存,有的只能在pH為1左右的環境中生活。
有的只能在充足供應氧氣的環境中生存,而另外一些細菌卻對氧的毒害作用極其敏感。有的可利用無機態氮,有的卻需要有機氮才能生長;還有的能利用分子態氮作為唯一的氮源等。