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細胞工程系應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法,通過某種工程學手段,在細胞整體水平或細胞器水平上,按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。根據(jù)細胞類型的不同,有動物細胞工程和植物細胞工程和兩大類。比較如下:
一、主要技術及原理
類型 | 主要技術 | 原理 |
植物細胞工程 | 植物組織培養(yǎng) | 細胞的全能性 |
植物體細胞雜交 | 細胞膜的流動性 | |
動物細胞工程 | 動物細胞培養(yǎng) | 細胞的增殖 |
動物細胞融合 | 細胞膜的流動性 | |
單克隆抗體 | 細胞的增殖 | |
胚胎移植 | ||
核移植 | 細胞核的全能性 |
二、植物體細胞雜交與動物細胞融合比較
項目 | 植物體細胞雜交 | 動物細胞融合 | |
相同點 | 原理 | 細胞膜具有流動性 | |
方法 | 利用物理(振動、離心、電刺激)、化學(PEG—聚乙二醇)促融。 | ||
不同點 | 過程 | 植物體細胞雜交需先用纖維素酶或果膠酶去掉細胞壁形成原生質(zhì)體后融合,融合形成的原生質(zhì)體還需誘導產(chǎn)生細胞壁,動物細胞融合直接進行。 | |
方法 | 動物細胞融合除可利用物理、化學促融外,還可利用生物促融,如滅活的仙臺病毒促進細胞融合。 | ||
目的 | 培養(yǎng)植物新品種 | 制備單克隆抗體 |
三、動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較
項目 | 動物細胞培養(yǎng) | 植物組織培養(yǎng) | ||
培養(yǎng)基 | 狀態(tài) | 液體 | 固體 | |
組成 | 成分 | 葡萄糖、動物血清、氨基酸、無機鹽和維生素 | 蔗糖、植物激素、礦質(zhì)元素、維生素和有機添加物(如甘氨酸) | |
相同點 | 都包括無機鹽、維生素和有機物 | |||
不同點 | 一是添加的能量物質(zhì)不同:動物細胞培養(yǎng)為葡萄糖,植物細胞培養(yǎng)為蔗糖;二是有機添加物不同:動物細胞主要添加氨基酸,植物組織培養(yǎng)添加促進分裂和分化的物質(zhì)——植物激素和甘氨酸等;三是動物細胞需添加動物血清。 | |||
細胞來源 | 由于動物細胞的全能性受到限制,動物細胞應取自動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官和組織。 | 由于植物細胞具有全能性,因此植物組織培養(yǎng)可選擇任意離體的植物組織或器官(外植體)。 | ||
培養(yǎng)過程 | 需用胰蛋白酶處理,以分離細胞和防止貼壁生長,包括原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)和細胞系。 | 植物組織培養(yǎng)以獲得植株為目的時,經(jīng)歷脫分化、再分化等過程。 | ||
主要應用 | 制備蛋白質(zhì)生物制品,如病毒疫苗、干擾素和單克隆抗體等;大面積皮膚移植;檢測有毒物質(zhì)的毒性等。 | 助力繁殖、培養(yǎng)無病毒植株;生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑;制造人工種子;培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物。 |