资源描述
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,ppt精选,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,DNA,重组技术的基本工具,1,ppt精选,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。,基因工程的别名,基因拼接技术或,DNA,重组技术,操作环境,生物体外,操作对象,基因,操作水平,DNA,分子水平,基本过程,剪切拼接导入表达,结果,人类需要的基因产物,2,ppt精选,抗虫害的玉米,转鱼抗寒基因的番茄,转基因鲑鱼,基因工程产品,3,ppt精选,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,乳汁中含有人生长激素的转基因牛,(,阿根廷,),4,ppt精选,基础理论和技术的发展催生了基因工程,DNA,是遗传物质的证明,DNA,双螺旋结构和中心法则的确立,遗传密码的破译,基因转移载体的发现,工具酶的发明,DNA,合成和测序技术的发明,DNA,体外重组的实现,重组,DNA,表达实验的成功,第一例转基因动物问世,PCR,技术的发明,基础理论,技术发明,5,ppt精选,DNA,重组技术的基本工具,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”,6,ppt精选,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，切割特定切点,切点：,磷酸二酯键,举例：,Eco,RI,限制酶能识别,GAATTC,序列，并在,G,和,A,之间切开,7,ppt精选,限制性内切酶,限制酶,8,ppt精选,黏性末端和平末端,9,ppt精选,限制酶所识别的序列有什么特点,限制酶所识别的序列，无论是,6,个碱基还是,4,个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是反向对称重复排列的。,10,ppt精选,限制酶在原核生物中的作用,原核生物容易受到自然界外源,DNA,的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，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。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源,DNA,、使之失效，从而达到保护自身的目的。,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切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。,11,ppt精选,DNA,连接酶,“,分子缝合针”,连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为,Ecoli,连接酶。另一种是从,T4,噬菌体中分离得到，称为,T,4,连接酶。,这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链,DNA,的缺口，而不能连接单链,DNA,。,Ecoli,连接酶只能连接黏性末端；,T,4,连接酶既可“缝合”黏性末端，又可“缝合”平末端。,12,ppt精选,DNA,连接酶,“,分子缝合针”,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶一样吗？为什么？,13,ppt精选,基因的载体,“,分子运输车”,载体必须具备的条件：,1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；,2、具有多个限制酶切点，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）,4,、对受体细胞无害,载体的作用：,1、将外源基因转移到受体细胞中去。,2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。,常用的载体有：,质粒，,噬菌体的衍生物，动植物病毒等,14,ppt精选,质粒,质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状,DNA,分子，大小只有普通细菌拟核,DNA,的百分之一。,要对天然质粒进行人工改造,15,ppt精选,基因操作的基本步骤,提取目的基因,从供体细胞的,DNA,中直接分离基因（如“鸟枪法”）,人工合成基因,反转录法,化学合成法,目的基因是人们所需要转移或改造的基因。如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。,三种目的基因提取方法的优缺点,仅限于合成核苷酸对较少的简单基因,专一性最强,化学合成法,操作过程麻烦，,mRNA,很不稳定，要求的技术条件较高,专一性强,反转录法,工作量大，盲目，分离出来的有时并非一个基因,操作简便广泛使用,鸟枪法,缺 点,优 点,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测和表达,检测：通过检测标记基因的有无来判断目的基因是否导入。,表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。,常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。,16,ppt精选,基因操作的基本步骤,目的基因导入受体细胞的方法,1、将细菌用,CaCl,2,处理，以增大细菌细胞壁的通透性。,2、使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。,3、目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。,17,ppt精选,基因操作的基本步骤,18,ppt精选,基因操作的基本步骤,19,ppt精选,基因工程的成果与发展前景,基因工程与医药卫生,生产基因工程药品,用于基因诊断与基因治疗,基因工程与农牧业、食品工业,培育高产、稳产和具有优良品质的动植物新品种,培育具有各种抗逆性的动植物新品种,为人类开辟新的食物来源,基因工程与环境保护,用于环境监测,用于被污染环境的净化,20,ppt精选,基因工程与医药卫生,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,1,、基因工程药品的生产,微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。如利用大肠杆菌生产胰岛素、干扰素、白细胞介素,2,等。既增加产量，又降低成本。,21,ppt精选,基因工程与医药卫生,2,、基因诊断,基因诊断是用放射性同位素(如,32,P)、,荧光分子等标记的,DNA,分子做探针，利用,DNA,分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。,生物芯片,从正常人的基因组中分离出,DNA,与,DNA,芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出,DNA,与,DNA,芯片杂交就可以得出病变图谱。,通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的,DNA,信息。,基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。,22,ppt精选,基因工程与医药卫生,3,、基因治疗,基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。,取患者骨髓,分离干细胞,病毒,正常基因,并入正常基因的干细胞,注入患者体内,23,ppt精选,基因工程与农牧业、食品工业,生长快、肉质好的转基因鱼,(,中国,),乳汁中含有人生长激素的转基因牛,(,阿根廷,),24,ppt精选,基因工程与农牧业、食品工业,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,转鱼抗寒基因的番茄,25,ppt精选,基因工程与农牧业、食品工业,26,ppt精选,基因工程与农牧业、食品工业,27,ppt精选,基因工程与农牧业、食品工业,28,ppt精选,基因工程与环境保护,1,、环境监测,基因工程做成的,DNA,探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。,利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。,2,、环境污染治理,基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,29,ppt精选,1,、有些转基因食物含的一些物质，可能会影响人体健康。,2,、大量的转基因生物进入自然界后很可能会与野生物种进行杂交，产生一些超级生物，从而造成基因污染。,3,、如有些作物插入抗虫基因，杀死环境中有益的生物。,基因工程的弊端,30,ppt精选,感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，,如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！,
展开阅读全文