最新 基因重组与基因工程(60页).ppt

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1、第十四章基因重组与基因工程GeneticRecombinationandGeneticEngineering二、细菌的基因转移与重组（一）接合作用当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用(conjugation)。第一节自然界DNA重组和基因转移并非任何质粒DNA都有这种转移能力，只有某些较大的质粒，如F因子方可通过接合作用从一个细胞转移到另一个细胞。（二）转化作用通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用(transformation)。细菌溶

2、解新细菌摄取DNA重组图14-3转化作用（三）转导作用当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（受体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用(transduction)。λ噬菌体的生活史溶菌生长途径(lysispathway)溶源菌生长途径(lysogenicpathway)发生在同源序列间的重组称为同源重组(homologousrecombination)，又称基本重组。是最基本的DNA重组方式，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。同源重组不需要特异DNA序列，而是依赖两分子之间序列的

3、相同或类似性。以E.coli的同源重组为例，了解同源重组机制的Holliday模型。一、同源重组是最基本的DNA重组方式交换后的DNA分子同源重组交换点两条同源DNA双螺旋内切酶(RecBCD)DNA侵扰(RecA)分支迁移(RecA)内切酶(RecBCD)DNA连接酶5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´3´3´5´3´5´3´3´5´5´3´5´3´5´3´Holliday中间体5´3´5´3´5´3´5´3´图14-1同源重组机制Holliday中间体5´3´5´3´5´3´5´3´5´

4、3´5´5´5´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´内切酶(RuvC)内切酶(RuvC)DNA连接酶DNA连接酶拼接重组体片段重组体图14-1同源重组机制由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合,称位点特异重组(site-specificrecombination)。（一）λ噬菌体DNA的整合一个由病毒编码的特殊重组蛋白质，称为λ整合酶，能识别细菌染色体的一个特定的DNA序列和病毒基因组的另一个序列，它把这两个序列拉到一起并催化两个DNA的断裂和重接，

5、从而把病毒基因组整合进细菌基因组。三、特异位点重组（二）细菌的特异位点重组H2鞭毛蛋白阻遏蛋白Hin重组酶（倒位酶）H1鞭毛蛋白hinH2rH1H1鼠伤寒沙门杆菌H片段倒位决定鞭毛相转变H片段hixhixPPPH片段hixhixhinH2rH1PPH1PH1基因被阻遏三、特异位点重组（三）免疫球蛋白基因的重排V片段J片段RSSRSS间插DNAOHOHVJ单链切开RAG1RAG2分子内转酯反应单链切开、转移核苷酸修复、连接三、特异位点重组由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座(transposition)。四、转座重组（一）插入序列转座插入序列发生的转座有两种

6、形式：(1)保守性转座：插入序列从原位迁到新位。(2)复制性转座：插入序列复制后，其中一个复制本迁移到新位，另一个仍保留在原位。（二）转座子转座转座子：可从一个染色体位点转移到另一个位点的分散的重复序列。piggyBac转座子的老鼠，表达红色荧光蛋白玉米“花斑”由一种转座因子的存在所导致第二节重组DNA技术重组DNA技术的发展史年G.J.Mendel的豌豆杂交试验1944年O.T.Avery的肺炎球菌转化实验1973年美国斯坦福大学的科学家构建第一个重组DNA分子1977年美国南旧金山由博耶和斯旺森建立世界上第一家遗传工程公司，专门应用重组DNA技术制造医学上重要的

7、药物。1980年开始建造第一家应用重组DNA技术生产胰岛素的工厂1997年英国罗林研究所成功的克隆了多莉克隆羊技术一、重组DNA技术相关概念（一）DNA克隆克隆(clone)：指来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。克隆化(cloning)：指获取同一拷贝的过程，实际上是无性繁殖。克隆可以是不同层次的，分子水平上的克隆称为分子克隆；细胞水平上的克隆称为细胞克隆；整体水平的克隆称为动物克隆或植物克隆。DNA克隆应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA）与载体DNA接合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子，