选修3专题1基因工程11DNA重组技术的基本工具.ppt

1.1DNA重组技术的基本工具,专题1 基因工程,基因工程,基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,剪切拼接导入表达,人类需要的基因产物,基因工程产品,延熟保鲜转基因西红柿,研究者发现，控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因，是导致植物衰老的重要基因，如果能够利用基因工程的方法抑制这个基因的表达，番茄就不会容易变软和腐烂了。,抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。,抗虫棉,转基因鲑鱼,转基因超级鼠,日本三得利公司2009年10月20日宣布，将于11月3日发售世界上首次培育成功的蓝玫瑰。玫瑰的基因不能编码合成蓝色色素，三得利公司通过把三色紫罗兰的基因植入玫瑰，培育出含蓝色素的玫瑰，售价在2000日元至3000日元。,蓝色妖姬,基础理论和技术的发展催生了基因工程,DNA是遗传物质的证明DNA双螺旋结构和中心法则的确立遗传密码的破译基因转移载体的发现工具酶的发明DNA合成和测序技术的发明DNA体外重组的实现重组DNA表达实验的成功第一例转基因动物问世PCR技术的发明,技术发明,DNA重组技术的基本工具,“分子手术刀”,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,基因进入受体细胞的载体,“分子缝合针”,“分子运输车”,“分子手术刀”,切点：,主要在原核生物中,分布：,特点：,磷酸二酯键,特异性，一种限制酶只能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。,EcoR限制酶只识别GAATTC，并在GA间切割Sma限制酶只识别CCCGGG，并在GC间切割。,例如：,限制性核酸内切酶(简称限制酶),EcoR限制酶酶切位点,黏性末端,平末端,Sma限制酶酶切位点,原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，限制酶是一种防御工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，使之失效，保证自身的安全。,因为含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或不具备这种限制酶的识别序列，或通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。,限制酶在原核生物中的作用是什么吗？,为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？,属名,种名,菌株(品系),大肠杆菌R型菌株分离出的第一个限制酶,Escherichia,coli,R,E,co,R,例：流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)d株系中第二种限制酶的命名：,Hind II,粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens sb)中第一种限制酶的命名：,Sma,限制酶的命名,DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？,“分子缝合针”,DNA连接酶,DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？,答：不一样。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键,二者的差别主要表现在：（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。,DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？,“分子缝合针”,DNA连接酶,T4噬菌体,大肠杆菌,只能连接黏性末端,既可连接黏性末端，又可连接平末端。,这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。,基因的载体,质粒，噬菌体的衍生物，动植物病毒等。,“分子运输车”,载体必须具备的条件：,3、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）,2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；,1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；,4、对受体细胞无害。,载体的作用：,1、将外源基因转移到受体细胞中去。,2、利用载体在受体细胞内对外源基因进行大量复制。,常用的载体有：,质粒,质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。,要对天然质粒进行人工改造,质粒,病毒(噬菌体和动植物病毒),基因的载体,“分子运输车”,