DNA重组技术的基本工具.ppt

专题一基因工程 假如你是一位育种专家 你能培育出下面几种 生物 吗 请问你准备用什么方法 这些定向改造基因的设想能实现吗 经过多年的努力 科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 基因工程 基因工程的概念 DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 定向改造生物 基因重组 基因工程是指按照人们的愿望 进行严格的设计 并通过体外DNA重组和转基因等技术 赋予生物以新的遗传特性 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DNA分子水平上进行设计和施工的 因此又叫做DNA重组技术 基因工程培育抗虫棉的简要过程 普通棉花 无抗虫特性 苏云金芽孢杆菌 有抗虫性状 提取 抗虫基因 棉花细胞 含抗虫基因 棉花植株 有抗虫特性 重组DNA 导入 形成 培育抗虫棉的关键步骤有哪些 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具 分子手术刀 限制性核酸内切酶 分子缝合针 DNA连接酶 分子运输车 运载体 1 1DNA重组技术的基本工具 三种基本工具 剪刀 针线 运输车 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 运载体 1 简称 2 分布 主要在原核生物中 限制酶 寻根问底 P4 你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗 一 分子手术刀 限制性核酸内切酶 原核生物易受自然界外源DNA的入侵 但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 限制酶在原核生物中的作用 思考与探究P7 2 为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA 通过长期的进化 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 这样 尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断 并且可以防止外源DNA的入侵 限制酶所识别的序列的特点 中心轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 EcoR Sma 3 限制性核酸内切酶的作用特点 能识别特定核苷酸序列 专一性 3 限制性核酸内切酶的作用特点 从特定部位的两个核苷酸之间切开 切点 磷酸二酯键 T A 专一性 EcoR 黏性末端 黏性末端 大肠杆菌 E coli 的一种限制酶EcoR 能识别GAATTC序列 并在G和A之间切开 什么叫黏性末端 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 Sma 平末端平末端 限制酶Sma 能识别GGGCCC序列 并在G和C之间切开 GAATTC CTTAAG GAATTC CTTAAG EcoR GAATTC CTTAAG GAATTC CTTAAG 不同来源的DNA片段混合 将不同种来源的DNA片段连接起来 生物A基因片段 生物B基因片段 GAATTC CTTAAG GAATTC CTTAAG 酶切 1 分类 E ColiDNA连接酶 T4DNA连接酶 2 作用 将双链DNA片段 缝合 起来 恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 二 分子缝合针 DNA连接酶 可把黏性末端之间的缝隙 缝合 起来 E coliDNA连接酶或T4DNA连接酶 即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 作用部位 是磷酸二酯键 扶手 不是氢键 梯子 T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙 缝合 起来 但效率较低 T4DNA连接酶 DNA连接酶 寻根问底P6 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗 为什么 DNA聚合酶 1 只能将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上 形成磷酸二酯键 形成磷酸二酯键 1 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 2 以一条DNA链为模板 将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条互补的DNA链 2 能将DNA双链上的两个缺口同时连接起来 不需要模板 三 分子运输车 基因进入受体细胞的载体 载体需要的条件 有1 多个限制酶切点 对受体细胞无害 导入基因能在受体细胞中复制 表达 有某些标记基因 便于筛选 常用运载体 质粒 动植物病毒 3 噬菌体的衍生物 假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录 转基因生物能有预想的效果吗 作为分子运输车 载体 如果没有切割位点将会怎样 霍乱菌的质粒多个限制酶切点 你会用它来做分子运输车吗 目的基因有没有进入受体细胞 如何去发现 最常用 质粒是一种裸露的 结构简单 独立于细菌拟核DNA之外 并且有自我复制能力的双链环状DNA分子 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 可用含氨苄青霉素的培养基鉴别 实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件 都要进行人工改造后才能用于基因工程操作 1 限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗 以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段 你是否能用DNA连接酶将它们连接起来 和 能连接形成 和 能连接形成 和 能连接形成 和 能连接形成 反向对称 思考与探究P7