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基因合成，即用人工方法合成基因，是基因獲取的技術(shù)手段之一?；蚝铣墒侵冈隗w外人工合成雙鏈DNA分子的技術(shù)，與寡核苷酸合成有所不同：寡核苷酸是單鏈的，所能合成的最長片段僅為100nt左右，而基因合成則為雙鏈DNA分子合成，所能合成的長度范圍50bp-12 kb。相比從已有生物中獲取基因來說，基因合成無需模板，因而不受基因來源限制。
早在上世紀(jì)60年代，人類就已經(jīng)合成出了首條人工合成基因?；蚝铣蔀槿祟惛脑焐镩_辟了一個(gè)全新的方向基因合成將在生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用，在新材料、新能源、人工生命、核酸疫苗、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的作用已初步體現(xiàn)。基因合成也存在潛在的被開發(fā)成生物武器的可能，而這個(gè)可能性在幾個(gè)病毒的人工合成之后變得更加突出。
基因合成有以下優(yōu)勢(shì)：
一：合成周期短，可以保證序列的100%正確無誤
二：基因合成具有更大的靈活性，可以對(duì)基因的酶切位點(diǎn)和基因序列進(jìn)行修改，方便下游的克隆和實(shí)驗(yàn)
三：研究人員根據(jù)自己的意愿設(shè)計(jì)得到自然界中很難獲得甚至自然界不存在的基因。
四：基因合成的基因可以進(jìn)行密碼子優(yōu)化，使基因在各種生物表達(dá)體系中都能得到良好表達(dá)
即DNA3 端固定于基質(zhì)上，然后沿3 向5 方向依此添加核苷酸直至合成所需的DNA片段。不同于應(yīng)用DNA聚合酶的DNA合成。
DNA的固相合成過程
第一個(gè)堿基的3‘末端固定在樹脂上，下一個(gè)堿基的5’-OH用二對(duì)甲氧三苯甲基DMT保護(hù)，堿基上的氨基用苯甲酸保護(hù)，然后對(duì)3‘-OH用氨基磷酸化合物進(jìn)行活化。
1、1個(gè)堿基的5’-OH和下個(gè)堿基的3‘-OH形成亞磷酸三酯，
2、然后用碘氧化成磷酸三酯
3、加入二氯乙酸除去第二個(gè)堿基5’-OH上的保護(hù)劑DMT循環(huán)進(jìn)行加入下一個(gè)堿基
合成完畢后
1、用苯硫酚除去5’-OH上的保護(hù)劑DMT
2、用濃氫氧化銨將片段與固體樹脂斷開，洗脫
3、用濃氫氧化銨在加熱的條件下除去堿基上的保護(hù)劑
4、除去氫氧化銨，真空抽干
5、液相色譜或者PAGE，回收片段最長的。
經(jīng)過基因工程學(xué)工作者艱苦細(xì)致的探索研究，人們現(xiàn)在已經(jīng)掌握了分離和制造目的基因的一些有效方法。一般來說，目前獲取目的基因的方法主要有三種：反向轉(zhuǎn)錄法、從細(xì)胞基因組直接分離法和人工化學(xué)合成法，這些方法都有一個(gè)前提，就是已有文獻(xiàn)報(bào)道所研究的目的基因的蛋白序列或者基因的序列。
1、基因組擴(kuò)增法
利用基因組抽提試劑盒，可以從細(xì)胞、植物、血液、動(dòng)物組織中直接分離基因組，設(shè)計(jì)特異擴(kuò)增的引物，利用抽提的基因組為模版，直接PCR擴(kuò)增，以獲取目的基因。
2、反向轉(zhuǎn)錄法
這種方法主要用于分子量較大而又不知其序列的基因，它以目的基因的mRNA為模板，設(shè)計(jì)上下游引物，借助反轉(zhuǎn)錄酶合成堿基互補(bǔ)的DNA片段，即cDNA，再在DNA聚合酶的作用下合成雙鏈cDNA，亦即目的基因的雙鏈DNA。
3、人工合成
依照某一蛋白質(zhì)的氨基酸序列，或基因序列，設(shè)計(jì)全長引物，利用OVERLAP方法形成模版DNA，再利用PCR擴(kuò)增的方法得到雙鏈DNA，然后將PCR產(chǎn)物轉(zhuǎn)化克隆至克隆載體或者表達(dá)載體中。化學(xué)合成全基因目前是準(zhǔn)確率最高，速度最快的方法，同時(shí)可以依據(jù)密碼子在不同宿主細(xì)胞的偏愛性和不同的實(shí)驗(yàn)需求，設(shè)計(jì)基因序列，提高表達(dá)水平。
