限制性核酸内切酶——分子手术刀课件

限制性核酸内切酶分子手术刀课件1 第一章第一章 基因工程基因工程第一节第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生工具酶的发现和基因工程的诞生第二节第二节 基因工程的原理和技术基因工程的原理和技术 第一章 基因工程2 细菌和人是差异非常大的两种生物细菌和人是差异非常大的两种生物,通过基因重组后通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰岛素，细菌能够合成人体的胰岛素，这说明了什么？这说明了什么？人和细菌共用一套遗传密码人和细菌共用一套遗传密码人和细菌遗传物质人和细菌遗传物质(DNA)的结构的结构和化学组成相同和化学组成相同人体胰岛素的人体胰岛素的DNA 大肠杆菌的大肠杆菌的DNA mRNA 人的胰岛素人的胰岛素？细菌和人是差异非常大的两种生物,通过基因重3基因工程的基本工具基因工程的基本工具准确切割准确切割DNA的工具（的工具（“分子手术刀分子手术刀”）限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNA片段的连接工具（片段的连接工具（“分子缝合针分子缝合针”）DNA连接酶连接酶基因转移工具（基因转移工具（“分子运输车分子运输车”）基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体基因的大小以纳米计算，要对它进行剪切、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：行基因操作最少需要以下三种工具：基因工程的基本工具准确切割DNA的工具（“分子手术刀”）4知识平台：1、基因工程诞生的理论基础是-2、-的发现与应用，又为基因工程的创建提供了技术上的保障。-和-为基因的分离和重组提供了必要的手段，而-能够将外源基因运送到受体细胞中，达到基因工程的目的。DNADNA是遗传物质的发现是遗传物质的发现DNADNA双螺旋结构的确立双螺旋结构的确立遗传信息传递方式的认定遗传信息传递方式的认定限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶质粒载体质粒载体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知识平台：DNA是遗传物质的发现DNA双螺旋结构的确立遗传信5同一种限制性核酸内切酶同一种限制性核酸内切酶猿猴病毒猿猴病毒SV40SV40的的DNADNAR R噬菌体的噬菌体的DNADNADNADNA连接酶连接酶重组重组DNADNA分子分子19721972年年,美国斯坦福大学的科学家合成美国斯坦福大学的科学家合成第一个人工第一个人工DNADNA重组产物重组产物同一种限制性核酸内切酶猿猴病毒SV40的DNAR噬菌体的DN6同一种限制性核酸内切酶同一种限制性核酸内切酶大肠杆菌的含四环素大肠杆菌的含四环素抗性基因的质粒抗性基因的质粒大肠杆菌的含卡那霉素大肠杆菌的含卡那霉素抗性基因的质粒抗性基因的质粒DNADNA连接酶连接酶重组质粒重组质粒19731973年年,美国斯坦福大学的科学家美国斯坦福大学的科学家,第一个基因工第一个基因工程的诞生程的诞生 大肠杆菌大肠杆菌(抗四环素和卡那霉素抗四环素和卡那霉素)同一种限制性核酸内切酶大肠杆菌的含四环素大肠杆菌的含卡那霉素7从哪里可以找到这种切割外来的从哪里可以找到这种切割外来的DNA而对自身不切割的物质？而对自身不切割的物质？这种酶具有什么作用？这种酶具有什么作用？这种酶如何识别和切割这种酶如何识别和切割DNA分子分子?限制性核酸内切酶的作用及作用特点：限制性核酸内切酶的作用及作用特点：1.能识别和切割能识别和切割DNA分子一小段特殊核苷酸序列；分子一小段特殊核苷酸序列；2.从特定部位从特定部位(特定核苷酸序列特定核苷酸序列)的两个核苷酸之间的两个核苷酸之间(磷酸二酯键磷酸二酯键)切开。切开。限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”从哪里可以找到这种切割外来的DNA而对自身不切割的物质？限制8限制性核酸内切酶的切割方式限制性核酸内切酶的切割方式错切错切-黏性末端黏性末端平切平切-平末端平末端限制性核酸内切酶的切割方式9限制性核酸内切酶分子手术刀课件10重播重播重播11DNADNA被限制酶切断后有两个反向互补的被限制酶切断后有两个反向互补的“黏黏性末端性末端”。被同一种限制切断的几个。被同一种限制切断的几个DNADNA具有相具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。同的黏性末端，能够通过互补进行配对。DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一12基因的针线基因的针线DNADNA连接酶连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个连接酶的作用是：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黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNADNA分子。分子。DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何连接酶有何相同和不同点？相同和不同点？作用作用?对基因工程诞生的意义对基因工程诞生的意义?基因的针线DNA连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两13基因进入受体细胞的载体 要让一个从甲生物细胞内取出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，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胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是工具就是载体载体。作为基因工程的载体有哪些作为基因工程的载体有哪些?最常用的最常用的是什么是什么?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14大肠杆菌质粒的分子结构示意图大肠杆菌质粒的分子结构示意图能复制并带着插能复制并带着插入的目的基因一入的目的基因一起复制起复制有切割位点有切割位点有标记基因的存有标记基因的存在，将来可用含在，将来可用含青霉素的培养基青霉素的培养基鉴别。鉴别。大肠杆菌质粒的分子结构示意图能复制并带着插入的目的基因一起复15作为基因进入受体细胞的载体的作为基因进入受体细胞的载体的必要条件必要条件能自我复制能自我复制有切割位点有切割位点能与目的基因结合能与目的基因结合能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；并表达；有遗传标记基因有遗传标记基因对受体细胞无害、容易分离对受体细胞无害、容易分离比较容易得到比较容易得到作为基因进入受体细胞的载体的必要条件能自我复制16