工具酶的发现和基因工程的诞生12版.ppt

基因工程,1、什么叫基因？,思 考：,3、什么是遗传信息？如何表达？,2、基因、DNA、染色体之间是怎样的关系？,什么叫基因工程？,基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，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，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。,（一）基因工程的概念,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的基因产物,剪切, 拼接, 导入, 表达,基因重组,DNA重组技术的基本工具,准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） 基因转移工具（“分子运输车”）,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：,能够识别和切割DNA 分子内一小段特定的核苷酸序列的酶。,微生物,4000种。,形成两种末端,一、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶,特异性,重播,大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,当限制性核酸内切酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。,GGGCCC CCCGGG,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制性核酸内切酶切几个切口？可产生几个黏性末端？,要切两个切口，产生四个黏性末端。,如把来源不同的DNA用同一种限制性核酸内切酶来切割，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，就似乎可以合成重组的DNA分子了。,思考,基因的针线DNA连接酶,切断的DNA片段要与受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？,2. DNA连接酶“分子缝合针”,DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。,“分子缝合针”DNA连接酶,根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类： 1.从大肠杆菌中分离得到：E.coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接。 2.从T4噬菌体中分离到： T4连接酶，既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。,基因的针线：DNA连接酶,基因进入受体细胞的载体,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的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是载体。,如何将重组基因导入受体细胞呢？,假如目的基因导入受体细胞后不能复制和表达将怎样？ 目的基因是否进入受体细胞，你如何察？ 如果重组DNA对受体细胞有害将怎样？,作为载体的必要条件,能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达； 具有某些标记基因，便于进行筛选。 对受体细胞无害 比较容易得到,“分子运输车” 运载体,1.作用： 2.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒,将外源基因送入受体细胞,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。,质粒载体必须具备的条件,具有复制起点 具有可选择的标记 具有若干限制酶单一识别位点 具有较小的分子量和较高的拷贝数 作为表达载体还有启动子，转录转移信号，终止子序列等片段。,科技探索之路,基因工程诞生的理论基础：,DNA是生物遗传物质的发现、 DNA双螺旋结构的确立 以及遗传信息传递方式的认定,基因工程的技术保障,限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体,本节归纳,练习,1在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段，需使用（ ） 同种限制酶 B. 两种限制酶 同种连接酶 D. 两种连接酶,A,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,练习,3.下列说法正确的是 （ ） A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的载体 C、载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接 D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键,练习,C,4.有关基因工程的叙述中，错误的是（ ） A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状，培育生物新品种 B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由载体导入受体细胞 D、质粒可作为载体,练习,B,思考,在自然界中有一些生物的DNA可能进入