基因工程操作工具

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,基因工程操作工具,基因工程的概念,基因工程,：,指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过,和,等技术，赋予生物以新的遗传特性,从而,创造,出更,符合人们需要,的新的,生物类型,和,生物产品,。由于基因工程是在,水平,上进行设计和施工的，因此又叫作,。,体外,DNA,重组,转基因,DNA,分子,DNA,重组技术或基因拼接技术,基因工程的原理：,基因工程的操作对象：,基因工程的结果：,基因重组,DNA,分子水平,定向,地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的基因产物。,基因工程的主要技术：,操作水平：,基因工程的操作环境：,生物体外,基因,体外,DNA,重组技术和,转基因技术,1.1 DNA,重组技术的基本工具,基本工具：,限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,DNA,连接酶,“,分子缝合针”,基因进入受体细胞的载体,“,分子运输车”,主要存在于原核生物,已发现的约有,4000,种,种类,:,存在,:,特点,:,思考：限制酶的这一特点体现了酶的什么特性？,专一性,/,特异性,一、“分子手术刀” 限制性核酸内切酶,能够,识别,双链,DNA,分子的某种,特定的核苷酸序列,，并且使每一条链中,特定部位,的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键断开,。,T,磷酸二酯键,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,A,A,T,G,C,A,T,G,C,限制酶切割磷酸二酯键,限制酶,限制酶的作用结果：,产生,2,个带有黏性末端的,DNA,片段,以大肠杆菌中的一种叫做,EcoR,的限制酶,为例,：,识别,GAATTC,序列，,并在,G,与,A,之间切断磷酸二酯键,。,黏性末端,黏性末端,Sma,平末端平末端,大肠杆菌的限制酶,Sma,，识别,CCCGGG,序列，并在,G,与,C,之间切断磷酸二酯键,切割,DNA,分子时产生的两种不同末端,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,。,思考,:1,、请写出以下限制酶切割,DNA,之后产生的末端？产生的末端是哪种类型？,2,、图中哪两种限制酶的识别序列不同，但产生的黏性末端相同？,同一种限制酶切断的几个,DNA,具有相同的黏性末端，但是不同的限制酶识别的序列虽不同，但也能切出相同的粘性末端。,1,、,被同一种限制酶切断的几个,DNA,是否具有相同的黏性末端？,思考,:,形成的黏性末端一般不同,2,、不同的限制酶呢？,具有,但是不同的限制酶也能够切出相同的粘性末端,限制酶,A,切割位点是,T,与,G,之间，识别：,5- ATGATCAT 3- TACTAGTA,，,限制酶,B,切割位点是,A,与,G,之间，识别：,5- CAGATCTG,3- GTCTAGAC,，那么，它们产生的粘性末端是？,基因的针线：DNA连接酶,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,用同种限制酶切割,催化磷酸二酯键的形成,氢键的形成不需要酶的催化,A,A,T,T,G,C,G,C,基因的针线：DNA连接酶,将双链,DNA,片段“缝合”起来，,催化磷酸二酯键的形成,。,1,、,DNA,连接酶的作用：,来自大肠杆菌，只连接,黏性,末端,来自,T4,噬菌体，连接,黏性,末端,和,平,末端（效率低）,A,、,E.coli,DNA,连接酶,2,、,DNA,连接酶的种类：,B,、,T4DNA,连接酶,3,、,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶的比较,DNA,连接酶,DNA,聚合酶,催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键,不需要模板,需要,DNA,的一条链为模板,游离的,DNA,片段,单个的脱氧核苷酸,形成完整的,DNA,分子,形成,DNA,的一条链,基因工程,DNA,复制,相同点,不,同,点,模板,作用,对象,作用,结果,用途,三、分子运输车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！,能将外源基因送入受体细胞的工具,就是,载体,。,2,、基因工程的载体被喻为：,分子运输车,3,、基因工程的载体来源：,思考：如果受体细胞是动物细胞需用什么载体？植物细胞呢？细菌呢？,质粒,、,噬菌体的衍生物,、,动植物病毒,1,、,载体,的功能：,A,、作为运载工具将目的基因转运到宿主细胞内,B,、利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。,2,、能否用,SARS,病毒作为基因载体？,3,、作为载体，若没有切割位点将怎样？,4,、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？,5,、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？,提示：,1,、从化学组成来看，载体应含有什么成分？,双链,DNA,不能,不能进行,DNA,的重组,载体上应有标记基因,可能造成基因丢失,思考：作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？,标记基因，便于进行检测。,能够,在宿主细胞中,复制,并,稳定地,保存,具有一至,多个限制酶切点，以便与,外源基因,连接,具有,标记基因,，便于进行筛选,能成为载体的条件,对受体细胞无害、容易获得,最常用的运载体,质粒,质粒的分布：存在于许多,细菌,以及,酵母菌,等生物中。,最常用的质粒是,大肠杆菌的质粒,。,质粒的本质：细胞核外或拟核外,能自主复制,的小型环状,DNA,分子。,课本知识回顾,1,、,基因工程又叫做,或,。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种,提取出来，加以,，,然后放到另一种生物的细胞里，,改造生物的遗传性状,。,基因拼接技术,DNA,重组技术,基因,修饰改造,定向地,2,、,DNA,重组技术的基本工具,“分子手术刀” ,“分子缝合针” ,“分子运输车”,限制（性核酸内切）酶,DNA,连接酶,基因进入受体细胞的载体,3、限制性核酸内切酶,主要是从 的一种酶。,识别双链,DNA,分子的某种 ，并且使每一条链中,特定部位,的两个核苷酸之间的 断开。,形成两种末端,原核生物中分离纯化出来,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,平末端,4、“分子缝合针” DNA连接酶,1,、种类：,2,、作用部位：,两类,连接黏性末端,Ecoli DNA,连接酶,T4 DNA,连接酶,磷酸二酯键,连接黏性末端和平末端,4、基因进入受体细胞的载体,通常有三种,:,作为载体的条件：,在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在,质粒,噬菌体衍生物,动植物病毒,天然质粒,人工改造,的,能自我复制；有切割位点；,有遗传标记基因；对受体细胞无害、易分离,基础上进行过,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,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,谢谢大家！,