转化是指细胞直接摄取外源游离的 DNA 分子(如质粒、线性 DNA)并整合到自身基因组或进行表达的过程。 适用细胞:主要用于原核生物(如细菌、蓝藻),也可用于部分真核生物(如酵母、植物细胞)。植物细胞的转化常通过农杆菌介导(利用农杆菌的 Ti 质粒将外源 DNA 导入植物细胞,此过程有时也称为 “转化”)。 DNA 类型:通常为质粒 DNA或线性 DNA(如 PCR 产物),无需病毒载体。 关键步骤:使细胞处于感受态(Competent State):通过化学方法(如 Ca²⁺处理)或电穿孔增加细胞膜通透性,使其易于吸收外源 DNA。 应用场景:基因克隆(如质粒在大肠杆菌中的扩增);微生物基因工程(如改造细菌生产蛋白质)。 转染是指将外源核酸(DNA、RNA)人工导入真核细胞(如动物细胞、植物细胞)的过程,不依赖病毒感染。 适用细胞:几乎所有真核细胞,尤其是动物细胞(如 HEK293、CHO 细胞)。 核酸类型:质粒 DNA、mRNA、siRNA等,可实现瞬时表达(外源 DNA 不整合到基因组)或稳定表达(通过筛选整合到基因组的细胞)。 方法: - 化学法:脂质体转染(利用脂质载体包裹核酸)、磷酸钙共沉淀。
应用场景:真核细胞基因表达分析(如报告基因检测);RNA 干扰(siRNA 转染沉默特定基因);制备稳定细胞系(如敲除 / 过表达细胞株)。 转导是指利用病毒载体(如逆转录病毒、腺病毒、慢病毒)将外源 DNA 导入细胞的过程,依赖病毒的感染机制。 适用细胞:可用于原核细胞(如噬菌体转导细菌)或真核细胞(如慢病毒转导哺乳动物细胞),尤其适用于难转染的细胞(如原代细胞、干细胞)。 载体类型: - 病毒颗粒:需预先包装外源 DNA 到病毒基因组中,利用病毒的感染能力将遗传物质递入细胞。
- 常见病毒:逆转录病毒(整合到基因组)、腺病毒(非整合型,瞬时表达)。
关键步骤: - 病毒包装:在包装细胞中组装含外源 DNA 的病毒颗粒。
- 感染细胞:病毒通过表面受体结合并进入靶细胞,释放外源 DNA。
应用场景:基因治疗(如将正常基因导入患者细胞);制备转基因动物(通过病毒感染胚胎细胞);研究基因功能(尤其是需要稳定整合的场景)。 四、核心区别对比 
转化:原核细胞“吃” DNA,简单直接,常用于细菌和酵母。 转染:真核细胞“人工喂” 核酸,依赖化学 / 物理手段,适用于可转染的真核细胞。 转导:借病毒“感染” 细胞,高效递送,尤其适合难转染细胞或基因治疗。
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