轉殖的主要目的是把外來基因送入細胞內,使這個基因在細胞內表現,再進一步研究外來基因表現對生物生理的影響,或利用基因表現生產有用的蛋白質。但是,在把外來基因導入細胞的過程中,並無法使 DNA 片段嵌入染色體中,如同人類沒有太空船,就無法前往另一個星球。因此需要有合適的載具,媒介外來的 DNA 片段嵌入,在昆蟲甚或哺乳類動物基因轉殖中所利用的載具就是轉位子。
「轉位子」(或稱跳躍基因)是生物自身具有的基因,廣泛存在於各種物種中。當跳躍基因表現時,合成出來的蛋白質能夠辨識自身或特定的 DNA 序列,複製或直接切下 DNA 片段,並使它移動且嵌入他處,因此得名。最初因為它自身的跳動特性,干擾玉米粒的色素合成而被發現,也開啟了生物科技的新領域。
在基因轉殖過程中,需要合適的啟動子來控制轉位子或外來基因的表現,那麼,啟動子又是什麼?它是指位於基因上游的一段 DNA 序列,能讓 RNA 聚合酵素和許多調節基因表現的蛋白質分子,辨認出哪裡才是基因表現的正確起始點,藉以指揮所屬基因在生物中表現的時間、位置、量等特性。
以東方果實蠅(註1)的卵黃蛋白基因為例,因自身啟動子 DNA 序列的特性,使得調控蛋白和 RNA 聚合酵素僅能在雌性成蟲的脂肪體細胞和卵巢組織內,組合成一個有功能的複合體,進而刺激卵黃蛋白基因表現,也因此僅能在雌成蟲的這兩種組織內合成卵黃蛋白。倘若藉由分子生物技術,利用卵黃蛋白基因的啟動子來表現外來的基因,就可使外來基因具有與卵黃蛋白基因相同的表現特性。