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定向进化

定向进化（DE）是一种用于生产工业或医疗用途的酶的方法。 该方法是模仿自然选择的蛋白质工程。 基本思路是让一个基因经过反复的轮回突变，形成一个变体库。选择分离出具有所需功能的基因，它们是下一轮变异的模板。它们是下一轮的模板。 这可以在体内（在细菌或酵母的活细胞中）或体外（在溶液或微滴中游离）进行。 测试更多的突变体会增加找到具有所需特性的突变体的机会。 在体内进化过程中，每个细胞(通常是细菌或酵母)都用含有变异库中不同成员的质粒进行转化。细胞之间只有感兴趣的基因不同，所有其他基因保持不…

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定向进化（DE）是一种用于生产工业或医疗用途的酶的方法。

该方法是模仿自然选择的蛋白质工程。

基本思路是让一个基因经过反复的轮回突变，形成一个变体库。选择分离出具有所需功能的基因，它们是下一轮变异的模板。它们是下一轮的模板。

这可以在体内（在细菌或酵母的活细胞中）或体外（在溶液或微滴中游离）进行。

测试更多的突变体会增加找到具有所需特性的突变体的机会。

在体内进化过程中，每个细胞(通常是细菌或酵母)都用含有变异库中不同成员的质粒进行转化。细胞之间只有感兴趣的基因不同，所有其他基因保持不变。

细胞在其细胞质或表面表达蛋白质，在那里可以测试其功能。这种形式的优点是可以选择细胞环境中的特性，当进化的蛋白质或RNA要用于生物体时，这种形式是有用的。

在没有细胞的情况下，DE利用体外转录翻译，在溶液中或人工微滴内自由产生蛋白质或RNA。这样做的好处是允许更多的条件（如温度、溶剂）。它可以表达对细胞有毒的蛋白质。此外，体外进化实验可以生成大得多的文库（高达1015），因为文库DNA不需要插入细胞。这往往限制了可以做的事情。

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simple.wikipedia.org · CC BY 4.0
定向进化与自然进化比较的一个例子。内圈为定向进化周期的三个阶段，括号内为模仿的自然过程。外圈显示的是一个典型实验的步骤。红色符号表示功能变异，淡色符号表示功能降低的变异。
定向进化与自然进化比较的一个例子。内圈为定向进化周期的三个阶段，括号内为模仿的自然过程。外圈显示的是一个典型实验的步骤。红色符号表示功能变异，淡色符号表示功能降低的变异。

确保遗传性

当功能蛋白被分离出来后，其基因也是必要的，因此需要基因型-表型的联系。

这可以是共价的，即mRNA基因在翻译结束时被普罗霉素与蛋白质连接。

另外，蛋白质和它的基因可以保持在一起，或保持在乳浊液中。然后将分离出的基因序列通过PCR或转化的宿主细菌进行繁殖。无论是单一的最佳序列，还是一组序列都可以作为下一轮诱变的模板。多样化-选择-扩增的反复循环，使酶的变异适应选择过程。

一个表达的蛋白质可以和它的基因（如mRNA）共价连接，左边，或者和它放在同一个隔间，右边。 无论哪种方式，都要将编码蛋白质的基因分离出来。
一个表达的蛋白质可以和它的基因（如mRNA）共价连接，左边，或者和它放在同一个隔间，右边。 无论哪种方式，都要将编码蛋白质的基因分离出来。

获奖情况

美国工程师弗朗西斯-阿诺德因开创定向进化而获得了千年科技奖。

问题与解答

问：什么是定向进化？

答：定向进化（DE）是一种用于生产工业或医疗用途的酶的方法。它是一种模仿自然选择的蛋白质工程形式。

问：定向进化是如何工作的？

答：定向进化的工作原理是将一个基因经过反复的变异，形成一个变体库。然后，选择分离出具有所需功能的基因，然后将其作为下一轮的模板。

问：哪里可以进行定向进化？

答：定向进化可以在体内（在细菌或酵母的活细胞中），或在体外（在溶液或微滴中自由）进行。

问：在体内进行定向进化的优势是什么？

答：在体内进行定向进化的优点是可以在细胞环境中选择特性，这在进化的蛋白质或RNA被用于活的生物体时是很有用的。

问：在体外进行定向进化的优势是什么？

答：在体外进行定向进化的好处是允许更多的条件（如温度、溶剂），它可以表达对细胞有毒的蛋白质。此外，它可以产生大得多的文库，因为DNA不需要插入细胞中。

问：在体外实验中，什么限制了可以做的事情？

答：体外实验中能做的事情的大小限制通常是由需要插入细胞的DNA数量决定的。

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AlegsaOnline.com 定向进化

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