基因工程(浙版老师).ppt
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1、下面是DNA分子平面图,说出图中111的名称。,1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鸟嘌呤4.胸腺嘧啶5.脱氧核糖6.磷酸7.脱氧核苷酸8.碱基对9.氢键10.一条脱氧核苷酸链11.磷酸二酯键,11,什么叫基因工程?,把一种生物的遗传物质DNA(目的基因)移到另一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。2.基因工程的核心是构建重组DNA分子,因此,早期也将基因工程称为重组DNA技术,第一章 基因工程,原理:基因重组,操作水平:DNA分子水平,结果:定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要的品种。,第一节工具酶的发现和基因工程的诞生,基因工程的理论基础:1.DNA是细胞生物的遗传物
2、质 2.DNA双螺旋结构 3.遗传信息传递方式,基因工程的技术保障基因工程的工具 1.(DNA分子剪刀)限制性核酸内切酶 2.(DNA分子缝合针)DNA连接酶 3.(DNA分子运输车)质粒与病毒,一.限制性核酸内切酶(约4000种)1.高度特异性的酶 某种该酶只能识别双链DNA分子的某种特殊核苷酸序列,只能把特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,2.来源:主要来自微生物,如大肠杆菌,EcoR 限制酶,A A G C T T,T T C G A A,Sma 限制酶,A,T T C G A,A G C T T,A,思考:1.要想获得某个特定性状的基因,必须要用 限制酶切_个切口,可产生_个黏
3、性末端.,2,4,2.把两种不同的DNA用同一种限制酶来切割,会怎样呢?,会产生相同的黏性末端,然后让两者的黏性末端黏合起来,就可以合成重组的DNA分子了。,二.DNA连接酶,1.作用:将互补配对(或相同)的两个粘性末端连接起来,使之成为一个完整的DNA分子,2.DNA连接酶的作用位点是:相邻的两个脱氧核苷酸的切口。即生成:磷酸二酯键。,产生4个磷酸二酯键,把目的基因与运载体连接起来,目的基因,运载体,DNA切断为2片段,切断的DNA缝合起来,DNA断裂为单个脱氧核苷酸,单个脱氧核苷酸连接为DNA,断开DNA的2条链的氢键,切断2个磷酸二酯键,产生2个磷酸二酯键,断开所有 磷酸二酯键,产生许多
4、磷酸二酯键,碱基对之间的氢键,几种酶的比较,三.基因的运输工具运载体,标记基因,便于筛选。,2.质粒:能够自主复制的 双链环状DNA分子.在细菌和酵母菌中,位于细胞溶胶,染色体之外 质粒含抗生素抗性基因(如四环素抗性基因),便于筛选,1.运载体种类:_,质粒;噬菌体;动植物病毒,质粒,DNA分子,同种 限制酶剪切,两个切口获得目的基因,DNA连接酶,重组DNA分子(重组质粒),一个切口两个黏性末端,DNA重组技术的三件工具:限制性内切酶、DNA连接酶、载体(如:质粒)。,同种限制 性内切酶,同种限制性内切酶,2(组)重组DNA的形成,3(导)重组DNA导入受体细胞,4(筛)筛选含目的基因的受体
5、细胞,第二节 基因工程的原理和技术原理,基因工程原理:_,让目的基因在宿主细胞中稳定表达,什么是目的基因?人们需要的感兴趣的基因,如抗虫基因、抗病基因、抗除草剂基因、人胰岛素基因、人干扰素基因等。,5(达)目的基因表达,1(获)目的基因的获得,基因工程的基本操作步骤:,第一步.获得目的基因,化学方法合成目的基因,如胰岛素基因,从基因文库中寻找,目的基因的序列是已知的,聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因,目的基因的序列是未知的:,供体生物全部DNA,限制性核酸内切酶,所有基因(包括目的基因),与载体连接导入,受体菌群体,基因文库,从基因文库中 寻找目的基因,第二步.形成重组DNA分子(核心),
6、质粒,目的基因,同种限制性核酸内切酶处理,两个切口获得目的基因,DNA连接酶,重组DNA分子(重组质粒),一个切口两个黏性末端,受体细胞(如大肠杆菌)氯化钙处理细胞壁的通透性增大重组质粒进入受体细胞目的基因随受体细胞的繁殖而复制,2.将重组DNA导入细菌,第三步.将重组DNA分子导入受体细胞,1.常用的受体细胞:,大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞等。,质粒,3.将重组DNA导入植物细胞,目的 基因,组织培养,4.重组DNA导入动物细胞,受体细胞(鼠受精卵),目的基因(人生长激素基因),普通鼠(对照),巨型鼠,为什么把目的基因注入动物受精卵?,答:可使动物的每个细胞都含目的基因
7、。,第四步.筛选含有目的基因受体细胞 可以通过检测标记基因的有无,判断目的基因是否导入。筛选原理:质粒上有标记基因筛选方法:利用选择培养基筛选 如:重组DNA分子,由具有青霉素抗性基因的质粒和目的基因组合形成,则可检测受体细胞是否具有青霉素抗性,判断目的基因是否导入受体细胞。,2.表达成功的标志:,第五步:目的基因的表达,是否有目的基因表达的产物;能否表现特定的性状,1.经过第四步筛选,受体细胞已经含有目的基因,但是目的基因在受体细胞中可能不表达。,举例:转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌,可以合成人胰岛素原 是否有目的基因表达的产物转入了抗虫基因的抗虫棉,能否抗虫能否表现特定的性状,观看抗虫棉视
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