转化、转染、转导有何不同？一文读懂三大基因递送技术的核心差异

 

来源公众号：生物奇迹biomiracle

在分子生物学实验与基因工程领域，转化、转染、转导都是重要的基因递送技术。但三者有何不同？本文将从机制、适用细胞、操作方法及应用场景等方面，解析这三大技术的核心差异，助你快速掌握关键知识。

转化（Transformation）

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（Transfection）

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。
• 物理法：电穿孔（高压脉冲穿孔）、显微注射。

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（Transduction）

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）。

核心区别对比

总结

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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