基因能够进行定向的突变吗？？

目前技术是否能够是某些基因片段定向或者定量突变为特定的某一基因片段，改变基因的序列？如果有，优艾设计网_Photoshop问答是什么技术能够实现呢？

---

B787 2021-11-13 19:15

优艾设计网_在线设计
可以利用TALEN(Transcription Activator-Like Effector Nuclease) 技术。它基于对DNA识别域 (TALEN 结合臂) 和人工改造的核酸内切酶的切割域(FokⅠ)的结合对细胞基因组进行修饰而实现的。TALEN的DNA识别域是由一些非常保守的重复氨基酸序列模块组成，每个模块由34个氨基酸组成，其中第12和13位的氨基酸种类为可变的（RVDs），且决定了该模块识别靶向位点的特异性。通过DNA识别域结合到靶位点上，以及FokI的切割域形成二聚体后，可特异性对目标基因DNA实现切断，在非同源末端连接修复过程中，DNA双链断开后会由于碱基的随机增减造成目标基因功能缺失。 该技术目前已成功应用于植物、细胞、酵母、斑马鱼及大、小鼠等各类模式动物的研究领域。
TALEN由四部分组成：N端序列，RVD，C端序列，FokI。利用Type II 限制性内切酶可以将RVDs模块分别生成不同的粘性末端，同时又不留有酶切位点， 通过一系列的相应酶切连接反应实现RVDs与TALEN骨架的无缝连接。
TALEN系统利用FokI的内切酶活性打断目标基因。FokI形成二聚体发挥活性，在TALEN结合臂的引导下，发挥特异性内切酶活性，在两个靶位点之间剪切DNA，形成DSB（Double- Strand Breaks）,诱发DNA损伤修复机制。细胞通过NHEJ（Non- homologous End Joining）修复DNA，在此修饰过程中导致删除或插入了一定数目（非3的倍数）的碱基，造成移码，形成对目标基因特异性KO的突变体。
这个技术已经比较成熟了，很多生物公司都有在做。华师生科院有教授就是研究这个技术的。

---

RichardTheThird 2021-11-13 19:31

优艾设计网_平面设计
是可以实现的，并且从很多文献资料来看这一技术以及受到科研工作者极大地关注，很多文章均已发表在《美国科学院院刊》上。越来越多的科学家企图通过这一方法来研究基因的功能极其多表达的蛋白质的结构和功能。其前景也是极其可观的。

---

虚伪的怜敏 2021-11-13 19:32

能够进行定向突变。
随着重组DNA技术、DNA序列分析技术、寡聚核苷酸合成技术以及其他分子生物学技术优艾设计网_设计客的不断完善和发展，人们能够在离体条件下，有目的地制造位点特异性突变，即离体定向诱发突变，如定向地制造特异性的缺失、插入、碱基替换或移码突变等各种突变。我们把这种人工合成的寡聚核苷酸在离体条件下制造任何部分的位点特异性突变的技术叫做定点突变或称定点诱变。
此技术一般步骤为：①人工合成一条包括靶碱基及其附近序列的寡核苷酸，这条寡核苷酸链除了要替换的靶碱基外，其余的序列与野生型DNA分子的相应序列完全相同；②将它与单链噬菌体M13所携带的DNA克隆的互补单链混合进行分子杂交，在DNA聚合酶Ⅰklenow片段的作用下合成完整的互补链，再用DNA连接酶连接；③将此双链DNA导入到宿主大肠杆菌中，经修复和DNA复制后就可得到稳定遗传的突变的DNA分子克隆，在产生的子代DNA中大约有10%～15%为所需要的突变的DNA分子；④通过等位基因替换(或其他)的方法将突变基因送回细胞内原来的基因组中。这样就可以得到定向突变产生的相关基因片段。由此可知，通过人工技术，可以对基因进行定向诱变。
现在采用定点突变方法来研究基因或蛋白质功能的技术已经很成熟，可以广泛的应用到各个领域。

---

赵巡 2021-11-13 19:38

可以。
定点突变是指通过聚合酶链式反应（PCR）等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化），包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征，是基因研究工作中一种非常有用的手段。
定点突变一般需有含有待突变基因的高纯度质粒，不少于10μg，电泳图清晰，达酶切及测序要求。其流程为：
1.对待突变基因测序结果进行分析，设计突变方案；
2.根据突变方案设计合成覆盖突变位点的双向引物，合成目的DNA两端引物，进行高保真PCR反应；
3.默认情况下，将PCR产物克隆至T载，或者根据要求亚克隆至目的载体；DNA测序验证突变序列的正确性。
对于单点突变，Stratagene公司的QuikChange Site-directed Mutagenesis kit是不错的选择，通过巧妙设计，将质粒定点突变技术变得简单有效。准备突变的质粒必须是从常规E.coli中经纯化试剂盒(Miniprep)或者氯化铯纯化抽提的质粒。设计一对包含突变位点的引物（正、反向），和模版质粒退火后用PfuTurbo聚合酶“循优艾设计网_Photoshop交流环延伸”，(所谓的循环延伸是指聚合酶按照模版延伸引物，一圈后回到引物5’端终止，再经过反复加热褪火延伸的循环，这个反应区别于滚环扩增，不会形成多个串联拷贝。)正反向引物的延伸产物退火后配对成为带缺刻的开环质粒。DpnI酶切延伸产物，由于原来的模版质粒来源于常规大肠杆菌，是经dam甲基化修饰的，对DpnI敏感而被切碎（DpnI识别序列为甲基化的GATC，GATC在几乎各种质粒中都会出现，而且不止一次），而体外合成的带突变序列的质粒由于没有甲基化而不被切开，因此在随后的转化中得以成功转化，即可得到突变质粒的克隆。这个试剂盒非常巧妙的利用甲基化的模版质粒对DpnI敏感而合成的突变质粒对DpnI酶切不敏感，利用酶切除去模版质粒，得到突变质粒，使得操作简单有效。另外由于Pfu聚合酶是公认的最好的高保真聚合酶之一，堪称高保真聚合酶的“黄金标准”，是Stratagene的看家之宝，能够有效避免延伸过程中不需要的错配。试剂盒采用的是低次数的循环延伸而非PCR，有助于减少无意错配。只需要一次酶切和转化，实验可以在一天完成。这个试剂盒适用于质粒大小不超过8Kb的质粒。后来推出的QuikChange XL site-directed mutagenesis kit则是针对大于8Kb的质粒的定点突变的，通过优化试剂特别是其感受态细胞（XL10-Gold），使得较大的质粒的定点突变也一样简单。QuikChange由于操作简单快速，效率高（ >80%）而受到普遍欢迎，光是2012年的前9个月就有超过400篇发表的论文中用到这个产品。
有的时候研究可能需要多个位点的定点突变，比如改造酶的活性或者动力学特性，研究蛋白之间的相互作用位点等，单点突变不能满足实验的需要，重复进行单点突变也非常浪费时间。因而Stratagene公司又推出了QuikChange Multi Site-Directed Mutagenesis kit。最多一次实验可以引入5个定点突变。这个试剂盒的原理和Clontech的相似，就是准备多个带突变的引物（同方向，对同一单链模版），退火后全部突变引物（不超过5个）都结合在同一环状单链模版，PfuTurbo聚合酶延伸，碰到下一个引物就停止，各片断经连接成环，和单链模版组成杂和环，DpnI消化双链模版，也消化杂和环中的模版，只留下新合成的带多个突变的单链环（mutant ssDNA），得以转化E.coli，形成双链质粒。资料表明，引入3个定点突变的效率为60%，5个定点突变的效率为30%。得到的其他质粒是带有较少定点突变的质粒，以引入3个定点突变为例，就是有40% 左右的转化质粒是带有1—2个不同定点突变的质粒（因为存在1—2个引物结合模版延伸形成单链环的可能）。这样，一次实验可以得到不同数目突变的质粒，对于研究蛋白质结构和功能的关系也是有用的。
几乎每个生物实验室都会用定点突变法来研究基因或蛋白质的功能。定点突变法不仅广泛用于基因工程技术领域，还可用于农业培育抗虫、抗病的良种，用于医学矫正遗传病、治疗癌症等病。

---