在基因工程中,标记基因是怎么标记的?同位素标记法?

Question

如果是同位素标记法的话为什么不直接标记目的基因？这样岂不是更方便？而且同位素标记法并不会影响基因的表达，它只是把部分元素标记为其同位素。而且最后为什么还要用DNA分子杂交技术来检验目的基因是否插入到受体细胞染色体中，这样做要破坏一些目的基因，使步骤变得繁琐。如果标记目的基因的话，目的基因的走向就知晓了啊，而且还可以准确定位= =
我很不解，可能上述说的有些繁琐，不好意思，请高人指点，谢谢！

Answer 1

楼主你对标记基因本身理解就有错误啊，标记基因本身作用就是标记，而不是要在它的里面做标记。所谓标记基因，经常是用于检测转基因时基因是否正确插入目标物种中并且顺利表达了。在基因工程中，狭义上，标记基因是指能够表现出特殊表型的基因，这些基因能够使目的基因插入和表达可视化。比如GFP（绿色荧光蛋白）或者GUS报告基因，在操作中，可以将这些基因和目的基因进行融合表达，那么如果目的基因表达了，那么就能通过这些报告基因的表型来检测基因是否表达和表达量的多少。比如检测GFP的荧光强度，或者GUS染色的情况等等。因为很多基因的表型并不是明显的，这些基因往往能够让基因的表达可视化，甚至能够做到表达的蛋白在细胞中的定位。

另外对于DNA插入的位置，同位素示踪法是不能检测出来的，因为这个方法只能从物理层面来指示出同位素的位置，我们并不能用它定位DNA在哪条染色体的哪个位置，这个位置并不是一个很纯粹的物理性概念，而应该归类于一个生化上的概念。一般对于DNA的插入位点，都是利用染色体步移法来做的。再另外，如果用同位素法检测是否插入的话，有一个非常重大的问题，就是同位素的放射性对生物体本身的一个伤害。放射性致DNA变异导致生物体死亡或者畸变，这个我相信楼主应该是知道吧，你觉得这个用于活体细胞实验现实不？追问

嗯谢谢。。。我对您的回答基本同意，但是我对最后一点有点疑惑，放射性元素是怎么对生物体造成影响的？我是这么想的，如果标记N的话，也就是说它现在有了放射性了是吧，拿大肠杆菌做例子的话，您的意思就是说标记了的N有放射性会使大肠杆菌其他的基因突变是吧，所以这样很危险，是么？

追答

并不是说危险的问题，放射性是一个DNA分子致异的重要因素，我相信你应该也学过育种相关的东西吧，通过暴露在放射条件下致使物种发生变异然后来筛选有利性状的。这对于普通育种来说自然是好的，但问题是这是基因工程，一个最现实的问题就是过大的变异率就导致了物种的性状不稳定。这样你在后期根本就不能确定得到的性状是来自于转基因还是放射性。当然，还有一个问题就是放射性的致死率，尤其是在机体内的话就等于无时不刻处于这种状态，那么你的大肠杆菌是否能够正常生长都是一个严重的问题了。还有就是对实验人员的影响，做同位素标记的时候，我们都是全副武装并且在特定的防辐射室去做的，主要就是保护自己不受到放射性的伤害。如果全程都是放射性物质的话，那么无疑也增加了实验难度和实验成本。

简单来说吧，首先放射性会致使DNA损伤，你应该学过有一种育种方法就是将植物种子或者微生物置于放射源之下致使它们变异，然后筛选特定性状的个体。在基因工程中，这个致异性是非常严重的问题，因为你根本不知道出来的表型是源自于变异还是基因工程。然后，放射性同时也会造成一个很大的致死率，同样的也是因为DNA的损伤，DNA损伤造成的突变很大情况都是致死的，就放在大肠杆菌里面来说，致死率可能到了使大肠杆菌不能正常生长的地步。最后一点就是这些操作同样对实验人员本身也会造成很大的伤害，对于同位素标记，我们都是要用特殊的防护装备在特定的防辐射室里操作的，这些都是仅限于体外实验，如果做体内实验，那么无疑增加了实验人员与放射性材料接触的几率和时间，抛开对实验人员本身的伤害不说，就是实验成本都是无法想象的开支。