医学ppt课件大全遗传物质

遺傳物質的分子架構與特性遺傳物質的分子架構與特性 遺傳物質必需具備那些特點？ 1)在 體細胞 中含量 穩定 ； 2)在 生殖細胞 中含量 減半 ； 3)能攜帶 遺傳資訊 ； 4)能 正確 地自我 複製 ； 5)能發生 變異 ； 1869年，年， F.Miescher從從 膿細膿細 胞胞 中萃取到一種中萃取到一種 富含磷元素的酸富含磷元素的酸 性化合物，稱性化合物，稱 核核 素素 。 18851900 年間，年間， Kossel、 Johnew、 Levene證實核酸由不同證實核酸由不同 的鹼基組成。其最簡的鹼基組成。其最簡 單的單體架構是鹼基單的單體架構是鹼基 - 核糖核糖 -磷酸構成的磷酸構成的 核苷核苷 酸酸 。 1929年又確定了年又確定了 核酸有兩種，一種是核酸有兩種，一種是 去氧核糖核酸去氧核糖核酸 (DNA)， 另一種是另一種是 核糖核酸核糖核酸 (RNA)。 遺傳物質的發現遺傳物質的發現 1928年 Frederick Griffith 轉型實驗 1944年，年， Avery在離體在離體 條件下完成條件下完成 轉型作用轉型作用 人們仍不相信 DNA是遺傳物質 , 這是由於 （ 1)因認為蛋白分子量大，架構複雜，二十種氨 基酸的排列組合將是個天文數字，可作為一種 遺傳資訊。而 DNA分子量小，只含 4種不同的 鹼基，在當時人們一度認為不同種的有機體的 核酸只有微小的差異。 （ 2)認為轉型實驗中 DNA並未能萃取得很純，還 附有其它物質。 （ 3)即使轉型因子確實是 DNA，但也可能 DNA只 是對莢膜形成有著直接的化學效應，而不是充 當遺傳訊息的載體。 1952年， Hershey 和 Chase 噬菌體感 染實驗 遺傳物質是 DNA怎麼被證實的？ RNA也是遺傳物質 1956年 A.Gierer和 G.Schraman發現 煙草相嵌病毒 （ tobacco mosaic virus,TMV），其遺傳物質是 RNA。 1957年美國的 Heinz Fraenkel-Conrat和 B.Singre用 重建實驗 證實了這一結論 。 DNA和和 RNA的的 化學組成及雙螺旋模型化學組成及雙螺旋模型 DNA和 RNA的化學組成 四種核苷酸假說 不同 DNA的成分都 是相同的。 1950英 Chargaff， 發現 DNA的 “ 察加夫法則 ” 。 Alfred,Mirsky,Hars,Ris 鏈內形成氫鍵，氫鍵的取鏈內形成氫鍵，氫鍵的取 向幾乎與軸平行，第一個向幾乎與軸平行，第一個 氨基酸殘基的氨基酸殘基的 胺基團的胺基團的 - CO基與第四個氨基酸殘基基與第四個氨基酸殘基 胺基團的胺基團的 -NH基形成氫鍵。基形成氫鍵。 蛋白質分子為右手蛋白質分子為右手 a-螺旋。螺旋。 （ 1） -螺旋螺旋 -螺旋螺旋 （ 2） -摺疊摺疊 -摺疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈摺疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈 平行排列，透過鏈間的氫鍵交聯而形成的。平行排列，透過鏈間的氫鍵交聯而形成的。 鏈的主鏈呈鋸齒樁摺疊構象鏈的主鏈呈鋸齒樁摺疊構象 在在 -摺疊中，摺疊中， -碳原子總是處於摺疊的角上碳原子總是處於摺疊的角上 ，氨基酸的，氨基酸的 R基團處於摺疊的稜角上並與稜基團處於摺疊的稜角上並與稜 角垂直，兩個氨基酸之間的軸心距為角垂直，兩個氨基酸之間的軸心距為 0.35nm ； -摺疊架構的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；摺疊架構的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的； 也可以在同一也可以在同一 肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所 有肽鍵都參與鏈內氫鍵的交聯，氫鍵與鏈的長軸有肽鍵都參與鏈內氫鍵的交聯，氫鍵與鏈的長軸 接近垂直。接近垂直。 -摺疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的摺疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的 N-端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩 條條 肽鏈的方向相反。肽鏈的方向相反。 （ 2） -摺疊摺疊 蛋白質的三級架構蛋白質的三級架構 蛋白質的三級架構蛋白質的三級架構 (Tertiary Structure)是指是指 在二級架構基礎上肽鏈的不同區段的側在二級架構基礎上肽鏈的不同區段的側 鏈基團相互作用在空間進一步盤繞、摺鏈基團相互作用在空間進一步盤繞、摺 疊形成的包括主鏈和側鏈構象在內的特疊形成的包括主鏈和側鏈構象在內的特 徵三維架構。徵三維架構。 維系這種特定架構的力主要有維系這種特定架構的力主要有 氫鍵、疏氫鍵、疏 水鍵、離子鍵和凡德瓦力水鍵、離子鍵和凡德瓦力 等。尤其是疏等。尤其是疏 水鍵，在蛋白質三級架構中起著重要作水鍵，在蛋白質三級架構中起著重要作 用。用。 蛋白質的四級架構蛋白質的四級架構 蛋白質的四級架構蛋白質的四級架構 (Quaternary Structure)是指由是指由 多條各自具有一、二、三級架構的肽鏈透過非多條各自具有一、二、三級架構的肽鏈透過非 共價鍵連接起來的架構形式；各個次單元在這共價鍵連接起來的架構形式；各個次單元在這 些蛋白質中的空間排列模式及次單元之間的相些蛋白質中的空間排列模式及次單元之間的相 互作用關係。互作用關係。 這種蛋白質分子中，最小的單位通常稱為次單這種蛋白質分子中，最小的單位通常稱為次單 元元 Subunit，它一般由一條多鏈構成，無生理活，它一般由一條多鏈構成，無生理活 性；性； 維持次單元之間的化學鍵主要是疏水力。維持次單元之間的化學鍵主要是疏水力。 由多個次單元聚集而成的蛋白質常常稱為寡聚由多個次單元聚集而成的蛋白質常常稱為寡聚 蛋白；蛋白； 四四 級級 架架 構構 的的 架架 構構 模模 型型 蛋白質蛋白質 電泳電泳 蛋白質在蛋白質在 等電點等電點 pH 條件下，不條件下，不 發生電泳現發生電泳現 象。利用蛋象。利用蛋 白質的電泳白質的電泳 現象，可以現象，可以 將蛋白質進將蛋白質進 行分離純化行分離純化 。 y = -1.1254x + 2.1428 R2 = 0.9949 Coomassie blue strain vs silver stain To correct the prestained protein ladder 蛋白質膠體溶液的穩定性與它的分子量蛋白質膠體溶液的穩定性與它的分子量 大小、所帶的電荷和水化作用有關。大小、所帶的電荷和水化作用有關。 改變溶液的條件，將影響蛋白質的溶解改變溶液的條件，將影響蛋白質的溶解 性質性質 在適當的條件下，蛋白質能夠從溶液中在適當的條件下，蛋白質能夠從溶液中 沈澱出來。沈澱出來。 蛋白質的沈澱作用蛋白質的沈澱作用 大部分蛋白質均含有帶芳香環的苯丙氨大部分蛋白質均含有帶芳香環的苯丙氨 酸、酪氨酸和色氨酸。酸、酪氨酸和色氨酸。 這三種氨基酸的在這三種氨基酸的在 280nm 附近有最大吸附近有最大吸 收。因此，大多數蛋白質在收。因此，大多數蛋白質在 280nm 附近顯附近顯 示強的吸收。示強的吸收。 利用這個性質，可以對蛋白質進行定性利用這個性質，可以對蛋白質進行定性 鑑定。鑑定。 蛋白質的紫外吸收蛋白質的紫外吸收 幾種重要的蛋白質類型幾種重要的蛋白質類型 1纖維狀蛋白纖維狀蛋白 纖維狀蛋白質纖維狀蛋白質 (fibrous protein)廣泛地分佈於脊廣泛地分佈於脊 椎和無脊椎動物體內，它是動物體的基本支架椎和無脊椎動物體內，它是動物體的基本支架 和外保護成分，和外保護成分， 占脊推展物體內蛋白質總量占脊推展物體內蛋白質總量 的一半成一半以上。的一半成一半以上。 這類蛋白質外形呈纖維狀或細棒狀，分子是有這類蛋白質外形呈纖維狀或細棒狀，分子是有 規則的線型架構，這與其多肽鏈的有規則二級規則的線型架構，這與其多肽鏈的有規則二級 架構有關，而有規則的線型二級架構是它們的架構有關，而有規則的線型二級架構是它們的 氨基酸順序的規則性反映。氨基酸順序的規則性反映。 纖維狀蛋白質的類型纖維狀蛋白質的類型 纖維狀蛋白質可分為不溶性纖維狀蛋白質可分為不溶性 (硬蛋白硬蛋白 )和和 可溶性二類，前者有角蛋白、膠原蛋白可溶性二類，前者有角蛋白、膠原蛋白 和彈性蛋白等；和彈性蛋白等； 後者有肌球蛋白和纖維蛋白原等，但不後者有肌球蛋白和纖維蛋白原等，但不 包括微管包括微管 (microtubule)、肌動蛋白細絲、肌動蛋白細絲 (actin filament)或鞭毛或鞭毛 ( flagella)，它們是球，它們是球 狀蛋白質的長向聚集體狀蛋白質的長向聚集體 (aggregate)。 絲蛋白的絲蛋白的 架構架構 絲蛋白是由伸展的絲蛋白是由伸展的 鏈沿纖維軸平行排列鏈沿纖維軸平行排列 成反向成反向 b-摺疊架構。分子中不含摺疊架構。分子中不含 a-螺旋。螺旋。 絲蛋白的肽鏈通常是由多個六肽單元重複絲蛋白的肽鏈通常是由多個六肽單元重複 而成。這六肽的氨基酸順序為而成。這六肽的氨基酸順序為 （ Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala） (3)肌球蛋白和肌動蛋白肌球蛋白和肌動蛋白 (4)膠原蛋白膠原蛋白 膠原蛋白或稱膠原膠原蛋白或稱膠原 (collagen)是很多脊椎動物和無脊是很多脊椎動物和無脊 椎動物體內含量最豐富的蛋白質，它也屬於架構蛋椎動物體內含量最豐富的蛋白質，它也屬於架構蛋 白質，使骨、腱、軟骨和皮膚具有機械強度。膠原白質，使骨、腱、軟骨和皮膚具有機械強度。膠原 蛋白至少包括四種類型，稱膠原蛋白蛋白至少包括四種類型，稱膠原蛋白 I、 H、 HI和和 IV 。下面主要討論膠原蛋白。下面主要討論膠原蛋白 I。 腱的膠原纖維具有很高的抗張強度腱的膠原纖維具有很高的抗張強度 (tensile strength) ，約為，約為 20-30kg mm2， 相當於相當於 12號冷拉鋼絲的拉號冷拉鋼絲的拉 力。力。 骨骼中的膠原纖維為骨骼提供基質，在它的周遭排骨骼中的膠原纖維為骨骼提供基質，在它的周遭排 列著經磷灰石列著經磷灰石 (hydroxyapatite)磷酸鈣聚合物磷酸鈣聚合物 Ca10(PO4)6(OH)2結晶。脊椎動物的皮膚含有編織結晶。脊椎動物的皮膚含有編織 比較疏松，向各個方向伸展的膠原纖維。血管亦含比較疏松，向各個方向伸展的膠原纖維。血管亦含 有膠原纖維。有膠原纖維。 膠膠 原原 蛋蛋 白白 的的 架架 構構 膠原蛋白 生物體內膠原蛋白網生物體內膠原蛋白網 2球狀蛋白球狀蛋白 球狀蛋白是架構最複雜，功能最多的一類蛋白球狀蛋白是架構最複雜，功能最多的一類蛋白 質。這類蛋白架構緊密，分子的外層多為親水質。這類蛋白架構緊密，分子的外層多為親水 性殘基，能夠發生水化；內部主要為疏水性氨性殘基，能夠發生水化；內部主要為疏水性氨 基酸殘基。因此，許多球蛋白分子的表面是親基酸殘基。因此，許多球蛋白分子的表面是親 水性的，而內部則是疏水性的。典型的球蛋白水性的，而內部則是疏水性的。典型的球蛋白 是血紅蛋白。是血紅蛋白。 血紅蛋白是一種結合蛋白。血紅蛋白含有四條血紅蛋白是一種結合蛋白。血紅蛋白含有四條 鏈，每一條鏈，每一條 鏈各與一個血紅素相連接。血紅鏈各與一個血紅素相連接。血紅 素同素同 鏈的連接是血紅素的鏈的連接是血紅素的 Fe原子以配價鍵與原子以配價鍵與 鏈分子中的組氨酸咪唑基的氮原子相連。鏈分子中的組氨酸咪唑基的氮原子相連。 血紅蛋白血紅蛋白 血紅蛋白是脊椎動物紅細胞主要組成部分，它血紅蛋白是脊椎動物紅細胞主要組成部分，它 的主要功能是運輸氧和二氧化碳。的主要功能是運輸氧和二氧化碳。 血紅蛋白中，血紅素血紅蛋白中，血紅素 Fe原子的第六配價鍵可以原子的第六配價鍵可以 與不同的分子結合與不同的分子結合 無氧存在時，與水結合，無氧存在時，與水結合， 生成去氧血紅蛋白生成去氧血紅蛋白 (Hb)；有氧存在時，能夠與；有氧存在時，能夠與 氧結合形成氧合血紅蛋白氧結合形成氧合血紅蛋白 (HbO2)。 血紅蛋白與氧的結合不牢固，容易離解。血紅蛋白與氧的結合不牢固，容易離解。 HbO2 的形成和離解受氧的分壓和的形成和離解受氧的分壓和 pH等原素的影響，等原素的影響， 氧的分壓和氧的分壓和 pH較高時，有利於血紅蛋白與氧的較高時，有利於血紅蛋白與氧的 結合，反之，則有利於離解。結合，反之，則有利於離解。 血紅素血紅素 血血 紅紅 素素 在在 蛋蛋 白白 中中 的的 位位 置置 瓦斯中毒的機製瓦斯中毒的機製 一氧化碳（一氧化碳（ CO）也能與血紅素）也能與血紅素 Fe原子結原子結 合。由於合。由於 CO與血紅蛋白結合的能力是與血紅蛋白結合的能力是 O2 的的 200倍，因此，人體吸入少量的倍，因此，人體吸入少量的 CO即可即可 完全抑制血紅蛋白與完全抑制血紅蛋白與 O2的結合，從而造的結合，從而造 成缺氧死亡。急救方法是盡快將病患轉成缺氧死亡。急救方法是盡快將病患轉 移到富含移到富含 O2的環境中（如新鮮空氣、純的環境中（如新鮮空氣、純 氧氣或高壓氧氣），使與血紅素結合的氧氣或高壓氧氣），使與血紅素結合的 CO被被 O2置換出來。置換出來。 免疫球蛋白免疫球蛋白 免疫球蛋白是一類血漿糖蛋白免疫球蛋白是一類血漿糖蛋白 (serum glycoprotein)。糖蛋白中的蛋白質與糖是共價聯。糖蛋白中的蛋白質與糖是共價聯 接的。接的。 免疫球蛋白是被脊椎動物作為抗體合成的。它免疫球蛋白是被脊椎動物作為抗體合成的。它 的合成場所是網狀內皮系統的細胞。這些細胞的合成場所是網狀內皮系統的細胞。這些細胞 分佈在脾、肝和淋巴節等組織中。分佈在脾、肝和淋巴節等組織中。 當一類外來的被稱為抗原的物質，如多糖、核當一類外來的被稱為抗原的物質，如多糖、核 酸和蛋白質等侵入機體時即引起抗體的產生，酸和蛋白質等侵入機體時即引起抗體的產生， 這就是所謂免疫回應。抗體就是免疫球蛋白。這就是所謂免疫回應。抗體就是免疫球蛋白。 免疫球蛋白的架構免疫球蛋白的架構 免疫球蛋白免疫球蛋白 G 人的免疫球蛋白可分為五大類，其分子量範圍人的免疫球蛋白可分為五大類，其分子量範圍 從從 150000到到 950000道爾頓。免疫球蛋白道爾頓。免疫球蛋白 M(IgM) 是對一個抗原作出回應時產生的第一個抗體。是對一個抗原作出回應時產生的第一個抗體。 免疫球蛋白免疫球蛋白 G(IgG)是一類最簡單的免疫球蛋白是一類最簡單的免疫球蛋白 。 IgG含有兩條相同的高分子量的重鏈含有兩條相同的高分子量的重鏈 (heavy chain)和兩條相同的低分子量的輕鏈和兩條相同的低分子量的輕鏈 (light chain) 。 四條鏈透過二硫鍵共價聯接成四條鏈透過二硫鍵共價聯接成 Y字形架構。每字形架構。每 一免疫球蛋白分子含有二個抗原結合部位，它一免疫球蛋白分子含有二個抗原結合部位，它 們位於們位於 Y形架構的二個頂點。形架構的二個頂點。 立體架構模型立體架構模型 Protein Crytallisation Lysozyme Crystals 40 X 128 X Lysozyme: 100 mg/ml in 50 mM Na(OAC), pH 4.5 Reagent: 30% w/v MPEG 5000, o.1 M NaCl, 50 mM Na(OAc), pH 4.5 非共價鍵非共價鍵 生物體系中分子識別的過程不僅涉及到生物體系中分子識別的過程不僅涉及到 化學鍵的形成，而且具有選擇性的識別化學鍵的形成，而且具有選擇性的識別 。共價鍵存在於一個分子或多個分子的。共價鍵存在於一個分子或多個分子的 原子之間，決定分子的基本架構，是分原子之間，決定分子的基本架構，是分 子識別的一種模式。子識別的一種模式。 而非共價鍵（又稱為次級鍵或分子間力而非共價鍵（又稱為次級鍵或分子間力 ）決定生物大分子和分子複合物的進階）決定生物大分子和分子複合物的進階 架構，在分子識別中起著關鍵的作用。架構，在分子識別中起著關鍵的作用。 疏水作用疏水作用 疏水作用是指極性基團間的靜電疏水作用是指極性基團間的靜電 力和氫鍵使極性基團傾向於聚集力和氫鍵使極性基團傾向於聚集 在一起，因而排斥疏水基團，使在一起，因而排斥疏水基團，使 疏水基團相互聚集所產生的能量疏水基團相互聚集所產生的能量 效應和熵效應。效應和熵效應。 蛋白質和酵的表面通常具有極性蛋白質和酵的表面通常具有極性 鏈或區域，這是由構成它們的氨鏈或區域，這是由構成它們的氨 基酸側鏈上的烷基鏈或苯環在空基酸側鏈上的烷基鏈或苯環在空 間上相互接近時形成的。間上相互接近時形成的。 高分子的蛋白質可形成分子內疏高分子的蛋白質可形成分子內疏 水鏈、疏水腔或疏水縫隙，可以水鏈、疏水腔或疏水縫隙，可以 穩定生物大分子的進階架構。穩定生物大分子的進階架構。 基因工程基因工程 基因工程基因工程 是用分離純化或人工合成的是用分離純化或人工合成的 DNA在體外與在體外與 載體載體 DNA結合，成為重組結合，成為重組 DNA，用以使宿主轉型，篩選出能表達，用以使宿主轉型，篩選出能表達 重組重組 DNA的活細胞，加以純化、擴增，的活細胞，加以純化、擴增， 成為成為 克隆克隆 。也叫分子克隆或重組。也叫分子克隆或重組 DNA技技 術。術。 基因工程的五個主要步驟基因工程的五個主要步驟 (1)目標基因的取得目標基因的取得 : 從細胞中提取從細胞中提取 DNA； 利用利用 限制限制 酶酶 製備具有黏性末端或平端的製備具有黏性末端或平端的 目的目的 DNA片斷片斷 ; 用機械方法剪切用機械方法剪切 ,如用超音波斷裂如用超音波斷裂 DNA; 經反轉錄經反轉錄 酶酶 製備製備 cDNA,如胰島素基因如胰島素基因 ; 用用 PCR拉出目的基因拉出目的基因 ; DNA重組技術能 從任何基因組內 取出單個片段插 入到載體 DNA分 子如質體中。然 後匯入到細菌中 進行擴增，每一 個被擴增的片段 稱為一個 DNA克 隆（ DNA clone） (2)體外重組體外重組 黏性末端連接黏性末端連接 ,如如 E.coRI GAATTC 平端連接平端連接 ,如如 HpaI GTTAAC 和機械和機械 方法剪切方法剪切 ,用接合用接合 酶酶 連接連接 ; (3)重組載體導入宿主重組載體導入宿主 轉型轉型 (transformation):適合以質體適合以質體 (plasmid)作載體作載體 ; 轉染轉染 (transfection):適合噬菌體作載體適合噬菌體作載體 ; 轉導轉導 (transduction):適合噬菌體作載體適合噬菌體作載體 ; 脂質體脂質體 -介導介導 (liposome-mediated)基因轉移基因轉移 ; 微注射微注射 (microinjection):適合真核細胞適合真核細胞 ; 電穿孔電穿孔 (electroporation)法法 :適合真核細胞適合真核細胞 ; 基因槍基因槍 (biolistics,gene gun):適合植物細胞適合植物細胞 ; 重組質體 轉化細菌 擴增目的 基因 基因槍基因槍 用基因槍將 CH-1基因射入胡 蘿蔔組織中，使 報告基 GUS(細菌 中的 葡糖醛 酸酵基因 )得到表 現 (4)重組體克隆的篩選與鑑定重組體克隆的篩選與鑑定 篩選陽性菌落或噬菌斑篩選陽性菌落或噬菌斑 a.利用載體的遺傳標記利用載體的遺傳標記 ,如抗藥性如抗藥性 ; b.遺傳互補遺傳互補 c.lac-Z顯色回應顯色回應 d.DNA 瓊脂糖電泳瓊脂糖電泳 鑑定重組體鑑定重組體 a.菌落或噬菌斑原位分子雜交菌落或噬菌斑原位分子雜交 ; b.測序測序 ; b.免疫化學和其它產物分析方法免疫化學和其它產物分析方法 . 用膜上原位 分子雜交來 篩選陽性克 隆 細胞基因組 用限制酵剪切 噬菌體 硝酸纖維模 提取 DNA 剪切 重組體 DNA雜種噬菌體 細菌 感染 裂解 噬菌斑 菌苔 噬菌斑中的噬菌體克隆 噬菌體克 隆文庫 膜 X光片 陽性克隆 感染新鮮 的宿主菌 大規模擴增 外源基因 用放射 性探針 與膜溫 育 用放射 自顯影 定位陽 性克隆 11噬菌斑 用 IPTG(異丙基硫 代 D半乳 糖 浸泡過的膜 覆蓋在平板上 ) 37 溫育 用針標記 膜的位置 從平板上 揭下膜 將膜和 1o抗溫育 將膜和 I125標 記的 2o抗溫育 蛋白質特異 1o抗體 洗膜，乾燥並 用膠片托起膜 將膜放到 X 光膠片上膜 膠片 用主平板校正膠片 並分離陽性克隆 (5)外源基因表達產物的分離提純外源基因表達產物的分離提純 電泳電泳 管柱層析管柱層析 a.葡聚糖葡聚糖 b.親和層析柱親和層析柱 什麼是遺傳工程？什麼是遺傳工程？ 一、什麼叫基因放大？一、什麼叫基因放大？ (一一 )基因放大原理及技術基因放大原理及技術 1.基因放大基因放大 將含有特定基因將含有特定基因 DNA的一小的一小 片段加以培養，可以大量增加基因數量片段加以培養，可以大量增加基因數量 的方法，稱為基因放大，這種方法是藉的方法，稱為基因放大，這種方法是藉 聚合聚合 酶酶 連鎖回應連鎖回應 (PCR)完成。完成。 什麼是遺傳工程？什麼是遺傳工程？ 2.聚合聚合 酶酶 的連鎖反應的連鎖反應 (PCR)的過程的過程 (1)藉加熱使藉加熱使 DNA兩股多核苷酸鏈分離兩股多核苷酸鏈分離 首首 先將含有特定基因的一小段先將含有特定基因的一小段 DNA加熱至加熱至 90 度，使互相纏繞的度，使互相纏繞的 DNA兩股多核苷酸鏈分兩股多核苷酸鏈分 離。離。 (2)冷卻後加入引子冷卻後加入引子 a.冷卻後冷卻後 (約至約至 60度度 )加入加入 引子引子 (primer)。 b.引子引子 是人造的數個核苷酸組成的片段是人造的數個核苷酸組成的片段 ，而其鹼基對能與，而其鹼基對能與 DNA片段的一端互補配片段的一端互補配 對。對。 什麼是遺傳工程？ (3)第一回聚合作用第一回聚合作用 a.添加添加 DNA聚合聚合 酶酶 和核苷酸和核苷酸 ，在聚合，在聚合 酶酶 的作的作 用下，核苷酸藉鹼基配對，依次在引子上伸用下，核苷酸藉鹼基配對，依次在引子上伸 展。展。 b.這是第一回的聚合作用，原有的兩股多核這是第一回的聚合作用，原有的兩股多核 苷酸鏈成為四股。苷酸鏈成為四股。 (4)第二回聚合作用第二回聚合作用 重複上述重複上述 (1)(3)三個步驟三個步驟 ，四股多核苷酸鏈變為八股。，四股多核苷酸鏈變為八股。 (5)第三回聚合作用第三回聚合作用 多核苷酸鏈已成為十六多核苷酸鏈已成為十六 股。股。 什麼是遺傳工程？什麼是遺傳工程？ 什麼是遺傳工程？什麼是遺傳工程？ 3.可製造百萬個相同的基因可製造百萬個相同的基因 在試管中重複在試管中重複 這種聚合這種聚合 酶酶 的連鎖回應，一天內可將含的連鎖回應，一天內可將含 有特定基因的有特定基因的 DNA一小段，製造出百萬一小段，製造出百萬 片段的片段的 DNA，也就是說可製造出百萬個，也就是說可製造出百萬個 基因。基因。 什麼是遺傳工程？什麼是遺傳工程？ (二二 )PCR應用廣泛應用廣泛 1.應用領域應用領域 PCR技術廣泛地應用在許多技術廣泛地應用在許多 領域，包含分子領域，包含分子 生物學、醫學、考古學生物學、醫學、考古學 、刑事及親子監定上、刑事及親子監定上 。 2.分子生物學方面分子生物學方面 (1)利用利用 PCR技術技術 培養大量培養大量 DNA用於鹼基用於鹼基 序列的分析。就序列的分析。就 1998年而言，已有十種年而言，已有十種 生物的基因組的鹼基序列已被定出。生物的基因組的鹼基序列已被定出。 什麼是遺傳工程？什麼是遺傳工程？ (2)美國政府及民間研究機構正在進行人類美國政府及民間研究機構正在進行人類 基因組計畫，將人體二個性染色體及基因組計畫，將人體二個性染色體及 22對對 體染色體做鹼基序列之定位，估計有三體染色體做鹼基序列之定位，估計有三 十億個鹼基將被定位，所需大量十億個鹼基將被定位，所需大量 DNA均均 藉助藉助 PCR技術。技術。 什麼是遺傳工程？什麼是遺傳工程？ 3.刑事方面：當刑事方面：當 鑑定強暴犯鑑定強暴犯 時，藉時，藉 PCR技術技術 只需一根毛髮、一滴血或一隻精蟲就可製只需一根毛髮、一滴血或一隻精蟲就可製 作作 DNA指紋，用以鑑定強暴犯。指紋，用以鑑定強暴犯。 4.親子鑑定：親子鑑定： PCR亦可用於亦可用於 親子鑑定親子鑑定 ，鑑定，鑑定 父母與子女關係，父母與子女關