《基因工程的概念》PPT课件

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1、Chapter15RecombinantDNAandGeneticEngineering基础理论和技术的发展催生了基因工程15.1基因工程的概念一、基因工程的概念:利用DNA体外重组或PCR扩增技术从某种生物基因组中分离感兴趣的基因,或是用人工合成的方法获取基因,然后经过一系列切割,加工修饰,连接反应形成重组DNA分子,再将其转入适当的受体细胞,以期获得基因表达的过程.基因工程(geneengineering)常和以下名称混用遗传工程(geneticengineering);基因克隆(genecloning);分子克隆(mo

2、lecularcloning);基因操作(genemanipulation);重组DNA技术(recombinationDNAtechnique)克隆(clone):作名词时指含有某目的DNA片段的重组DNA分子或含有该重组分子的无性繁殖系.15.1基因工程的概念二、基因工程的主要内容或(步骤)1、从复杂的生物有机体基因组中,经过酶切消化或PCR扩增等步骤,分离出带有目的基因的DNA片段。2、在体外,将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制的并具有选择记号的载体分子上,形成重组DNA分子。3、将重组DNA分子转移到适

3、当的受体细胞(亦称寄主细胞),并与之一起增殖。4、从大量的细胞繁殖群体中,筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞克隆。5、从这些筛选出来的受体细胞克隆,提取出已经得到扩增的目的基因,供进一步分析研究使用。6、将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实现功能表达,产生出人类所需要的物质。15.1基因工程的概念三、基因工程的应用医药:生物制药;基因治疗;人工器官农业和畜牧业转基因植物:抗病虫害新品种、抗逆新品种、高品质新品种转基因动物:生产有用蛋白质和高品质的畜产品生物反应器:利用动植物细胞或组织作为生物反应

4、器,直接生产有用蛋白质轻工与食品新型食品;营养食品;保健食品;轻工用酶环境污染治理;废物利用;污染物生物降解15.1基因工程的概念15.1基因工程的概念转基因植物15.1基因工程的概念转基因动物作为生物发生器15.1基因工程的概念15.2基因工程中的工具酶限制性内切酶—主要用于DNA分子的特异切割DNA甲基化酶—用于DNA分子的甲基化核酸酶—用于DNA和RNA的非特异性切割核酸聚合酶—用于DNA和RNA的合成核酸连接酶—用于DNA和RNA的连接核酸末端修饰酶—用于DNA和RNA的末端修饰其它酶类—用于生物细胞的破壁,转化,核

5、酸纯化,检测等15.2基因工程中的工具酶一、限制性内切酶(一)、限制修饰系统的种类(二)、限制性内切酶的定义、命名(三)、限制酶的特点(四)、异源同序酶(isoschizomer,同裂酶)(五)、限制酶的用途15.2基因工程中的工具酶一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列;并在特定切点切割.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”来源:种类:作用:主要是微生物4000种。15.2基因工程中的工具酶(一)、限制修饰系统的种类1.Ⅰ型:由三个基因构成,hsdR;hsdM;hsdS(hostspecificityforDNArestric

6、tionmodificationandspecificity)位于染色体上,三个基因构成一个复合体,限制酶需要ATP、Mg2+、SAM(5—腺苷甲硫氨酸),无特异切割位点。2. Ⅱ型:限制与修饰基因产物独立起作用,在E.coli中这两种基因位于质粒上。3. Ⅲ型:修饰酶与I型酶相同,hsdM与hsdS基因产物结合成一亚单位,限制酶是独立存在的。上述三个系统中,只有II型限制酶与甲基化酶具有相当高的核苷酸识别特异性,因而被广泛用于基因工程中。15.2基因工程中的工具酶(二)、限制性内切酶的定义、命名1.定义:广义指上述三个系统

7、中的限制酶;狭义指Ⅱ型限制酶。2.命名:限制酶由三部分构成,即菌种名、菌系编号、分离顺序。例如:HindⅢ前三个字母来自于菌种名称H.influenzae,“d”表示菌系为d型血清型;“Ⅲ”表示分离到的第三个限制酶。EcoRI—EscherichiacoliRI15.2基因工程中的工具酶(三)、限制酶的特点1.识别顺序和酶切位点1)识别4-8个相连的核苷酸MboINGATCN;AvaIIGG(A/T)CCBamHIGGATCC:PpuMIPuGG(A/T)CCPyNotIGCGGCCGC;SfiIGGCCNNNNNGGCCC

8、CGGN’N’N’N’N’CCGG2)富含GC3)对称性—双对称EcoRI5’-GAATTC-3’3’-CTTAAG-5’4)切点大多数在识别顺序之内,也有例外5)限制酶切后产生两个末端,末端结构是5’-P和3’-OH15.2基因工程中的工具酶2.末端种类1)3’-端突起,个数为2或4个核

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