专题基因工程.ppt

专题1 基因工程,基因工程的概念,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。,体外,基因,DNA分子水平,基因拼接技术或DNA重组技术,剪切拼接导入表达,获得人类需要的基因产物,1.1 DNA重组技术的基本工具,准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） 限制性内切酶 DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） DNA连接酶 基因转移工具（“分子运输车”） 载体,基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进行基因操作最少需要以下三种工具：,原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。,限制性核酸内切酶“分子手术刀”,限制性核酸内切酶“分子手术刀”,分布：主要在原核生物中 作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定位点 (举例：EcoRI限制酶能特异性识别GAATTC序列，并在G和A之间切开) 作用位点：磷酸二酯键,限制性内切酶,限制酶,黏性末端和平末端,含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别序列，或者通过甲基化作用使限制酶不能将其切开。,思考：含有某种限制酶的细胞，会不会切割自身的DNA 呢？,DNA连接酶“分子缝合针”,DNA连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为E·coliDNA连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到，称为T4DNA连接酶。 相同点：都是连接被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端； T4DNA连接酶既可“缝合”黏性末端，又可“缝合”平末端。,DNA连接酶“分子缝合针”,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？,不是一回事。 相同点：形成磷酸二酯键。 但是：1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，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 2） DNA聚合酶需要以DNA单链为模板；而DNA连接酶不需要模板。,基因的载体“分子运输车”,载体必须具备的条件： 1、对受体细胞无害并能够在宿主细胞中复制并稳定地保存； 2、具有一个到多个限制酶切点，以便与外源基因连接； 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 ）,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复制，获得大量的外源基因。,常用的载体有： 质粒，噬菌体的衍生物，动植物病毒等,质粒,质粒是基因工程最常用的运载体，是一种裸露的，结构简单，独立于细菌拟核DNA之外，能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小大约只有普通细菌拟核DNA的百分之一。,要对天然质粒进行人工改造,课堂作业：请动手完成课后的模拟制作；,2和7能连接形成ACGT TGCA； 4和8能连接形成GAATTC CTTAAG； 3和6能连接形成GCGC CGCG； 1和5能连接形成CTGCAG GACGTC。,教材P7思考与探究 1,1、关于限制酶的说法中，正确的是（ ） A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列 B、EcoRI切割的是GA之间的氢键 C限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外 源DNA D限制酶只存在于原核生物中,练习,C,2 不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 （ ） B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA,D,3、作为基因的运输工具载体，必须具备的条件及理由是( ) A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件 D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选,A,