基因工程第一讲参考模板范本.ppt
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1、基因工程第一讲基因工程第一讲科目:高三生物科目:高三生物 讲课:讲课:1 1概念概念2 2分析分析基因工程的概念基因工程的概念基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境原理原理基本过程基本过程优势优势目的目的DNADNA重组技术或重组技术或基因拼接技术基因拼接技术生物体外生物体外基因重组基因重组人类需要的生物类型和生物产品人类需要的生物类型和生物产品定向改造性状、打破物种界限定向改造性状、打破物种界限剪切剪切拼接拼接导入导入检测表达检测表达“分子手术刀分子手术刀”-“分子缝合针分子缝合针”-“分子运输车分子运输车”-限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶载体载体考点考点1
2、1 DNADNA重组技术重组技术的基本工具的基本工具黏性末端黏性末端平末端平末端可用于目的基因和载体的切割可用于目的基因和载体的切割一、一、限制酶限制酶“分子手术刀分子手术刀”A T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端EcoRIEcoRI限制酶的切割限制酶的切割 被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几两条单链的切口,带有几个个伸出的核苷酸伸出的核苷酸,他们之他们之间正好互补配对,这样的间正好互补配对,这样的切口叫切口叫黏性末端黏性末端。平末端平末端平末端平末端SmaISmaI限制酶的切限制酶的切割割当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时,切开
3、当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时,切开的的DNADNA两条单链的两条单链的切口,是平整的切口,是平整的,这样的切,这样的切口叫口叫平末端平末端。种类种类E Ecolicoli DNA DNA连接酶连接酶T T4 4DNADNA连接酶连接酶来源来源_T T4 4噬菌体噬菌体特点特点缝合黏性末端缝合黏性末端缝合缝合_末端和末端和_末端末端作用作用缝合双链缝合双链DNADNA片段,恢复两个核苷酸之间的片段,恢复两个核苷酸之间的_大肠杆菌大肠杆菌黏性黏性平平磷酸二酯键磷酸二酯键二、二、DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”1、作用?2、类型1 1、种类:、种类:2 2、作用部位:、作用部
4、位:E Ecolicoli DNA DNA连接酶连接酶T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键 二、二、DNADNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”(黏性末端)(黏性末端)(黏性末端和平末端)(黏性末端和平末端)两两DNADNA片段要具有片段要具有互补互补的黏性末端的黏性末端才能拼起来才能拼起来DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合缝合”起来起来,DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗?聚合酶是一回事吗?A A T T GA A T T GC CA AA AT TT TA AA AT TT TDN
5、A聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶的作用聚合酶的作用DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶相相同同点点作用实质作用实质化学本质化学本质不不同同点点模板模板作用对象作用对象 作用结果作用结果用途用途都能催化形成都能催化形成磷酸二酯键磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白质不需要不需要需要需要形成完整的重形成完整的重组组DNA分子分子形成形成DNA的一条的一条链链基因工程基因工程DNA复制复制DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较在两个两个DNADNA片片段之间段之间形成磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸加将单个脱氧核苷酸加到已存在的核酸片
6、段到已存在的核酸片段上,形成磷酸二酯键上,形成磷酸二酯键三、三、载体载体“分子运输车分子运输车”1 1、载体的作用、载体的作用将将 转移到受体细胞中去。转移到受体细胞中去。目的基因目的基因2 2、常用的载体、常用的载体 质粒、质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒噬菌体的衍生物、动植物病毒3 3、作为载体必须具备的条件、作为载体必须具备的条件 能在宿主细胞内能在宿主细胞内稳定保存稳定保存并大量并大量复制复制;有有一个至多个限制酶的切割位点一个至多个限制酶的切割位点,以便于与外源以便于与外源 基因连接;基因连接;有特殊的遗传有特殊的遗传标记基因标记基因,供重组供重组DNADNA的检测和鉴定的检测和鉴定
7、有标记基因的存有标记基因的存在,可用含青霉在,可用含青霉素的培养基鉴别。素的培养基鉴别。有切割位点有切割位点能复制并带着能复制并带着插入的目的基插入的目的基因一起复制因一起复制质粒质粒裸露的、结构简单的、独立于细菌裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核拟核DNADNA之外之外,并具有并具有自我复制能力自我复制能力的很小的双链环状的很小的双链环状DNADNA分子。分子。最常用运载体最常用运载体质粒质粒1确定切割某种目的基因的限制酶的种类根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类:应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择Pst不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择Sma。为避免
8、目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。2载体上标记基因的作用载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞,原理如下图所示:1 1、目的基因的获取、目的基因的获取2 2、基因表达载体的构建、基因表达载体的构建3 3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞4
9、4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定考点考点2 基因工程的基本操作程序(分四个步骤)基因工程的基本操作程序(分四个步骤)1 1、目的基因主要是、目的基因主要是_编码蛋白质的结构基因编码蛋白质的结构基因2 2、获取目的基因的常用方法:、获取目的基因的常用方法:(1 1)从基因文库中获取)从基因文库中获取(2 2)利用)利用PCRPCR技术扩增技术扩增(3 3)人工合成)人工合成一、目的基因的获取一、目的基因的获取 将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNA片断片断,导入到,导入到中,中,各个受体菌分别含有这种生物的不同各个受体菌分别含有这种生物的不同基因,称为基因,
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