基因工程的基本内容.ppt
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1、第3节 基因工程的基本内容 制作者 陆勤华,基因工程的基本内容,引入 基因工程的概念 基因操作的工具 基因操作的基本步骤 资料扩展 小结 习题训练,结 束,引入,基因决定性状(一),基因决定性状(二),基因决定性状(三),主 页,定向基因改造设想,基因决定性状(一),青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉素,返 回,基因决定性状(二),家蚕能够吐出蚕丝为人类利用,返 回,返 回,基因决定性状(三),豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮,定向基因改造设想,设想一,能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮?,能否让细菌“吐出”蚕丝?,设想二,能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物?,设想三,经过多
2、年的努力,科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术基因工程。,返 回,基因工程概念,基因工程:在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出所需要的基因产物。,主 页,基因操作的工具,基因的剪刀限制性内切酶,基因工程过程示意图,基因的针线DNA连接酶,主 页,基因的运输工具运载体,基因工程过程示意图,从细胞中分离出DNA,限制酶截取DNA片断,分离大肠杆菌中的质粒, DNA重组,用重组质粒转化大肠杆菌,培养大肠杆菌克隆大量基因,返 回,限制性内切酶,分布:主要在微生物中。 特
3、点:特异性,即识别特定核苷酸序列, 切割特定切点。 结果:产生黏性未端(碱基互补配对)。 举例:大肠杆菌的一种限制酶能识别GAATTC序列,并在G和A之间切开。,返 回,DNA连接酶,连接酶的作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来,使之成为一个完整的DNA分子。 连接的部位:磷酸二酯键,不是氢键。 DNA连接酶的作用过程,返 回,运载体,作用:将外源基因送入受体细胞。 条件: (1)能在宿主细胞内复制并稳定地保存。 (2)具有多个限制酶切点。 (3)具有某些标记基因 种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。 质粒的特点,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达,首先得将这个基因送到乙生物
4、的细胞内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。,返 回,基因操作的基本步骤,提取目的基因,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,主 页,目的基因的检测和表达一,目的基因的检测和表达二,提取目的基因,将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。,取 出DNA,用限制酶切断DNA,目前被较广泛提取使用的目的基因有:苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。,返 回,提取目的基因的方法(一),直接分离基因鸟枪法,将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段,再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达,基
5、因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性,工作量大,成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。,用限制酶切成许多片断,下一页,提取目的基因的方法(二),人工基因合成法,逆转录法:以信使RNA为模板,在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。 直接合成法:根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序,再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。,DNA合成仪,PCR扩增仪,返 回,目的基因与运载体结合,用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口,将目的基因插入切口处,让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后,
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