生物化学课件：14-基因重组与基因工程.ppt

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1、第十四章基因重组与基因工程GENERECOMBINATIONANDGENETICENGINEERING基因重组（generecombination）自然发生的基因重排真核、原核均会发生基因变异、物种演变、生物进化的基础基因工程（geneticengineering）人工进行基因重组2本章主要内容自然界的DNA重组和基因转移同源重组特异位点重组转座重组细菌的基因转移与重组重组DNA技术重组DNA技术相关概念重组DNA技术基本过程重组DNA技术与医学的关系疾病基因的发现与克隆生物制药基因诊断与治疗3第一节自然界的DNA重组和基因

2、转移同源重组homologousrecombination特异位点重组site-specificrecombination转座重组transpositionalrecombinationDNA重组的主要类型：4一.同源重组homologousrecombination发生在同源序列间的重组，通过链的断裂和再连接，在DNA分子同源序列间进行片段交换，又称基本重组（generalrecombination）Holliday模型RobinHolliday,1964特点：只发生在两个DNA分子的同源区，对序列的特异性没有要求。5Ho

3、lliday中间体片段重组体拼接重组体6Holliday中间体7二.特异位点重组sitespecificrecombination由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合，称特异位点重组。噬菌体DNA的整合细菌特异位点重排免疫球蛋白基因的重排8三.转座重组transpositionalrecombination由插入序列或转座子介导的基因转移或重排。9四.细菌的基因转移与重组细菌可通过接合、转化、转导和细胞融合等方式进行基因转移。（一）接合作用（conjugation）细菌的质粒DNA通过菌毛从一个细菌转移至另

4、一个细菌的方式。10ConjugationofBacterium11（二）转化作用transformation通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞获得新的遗传表型。12通过病毒介导的基因转移方式转导作用（transduction）13第二节重组DNA技术recombinantDNAtechnology1973年，StanleyCohen等首次获得体外重组DNA的分子克隆，宣告了重组DNA技术的建立。重组DNA技术应用广泛基因修饰和改造克隆动物培育抗病植物开发新药临床诊断14重组DNA技术相关概念ConceptAssoc

5、iatedtoRecombinantDNATechnology重组DNA技术目的基因载体15重组DNA技术分子克隆（Molecularcloning）DNA克隆（DNAcloning）应用酶学方法，在体外将目的基因与载体DNA连接成具有自我复制能力的DNA分子，通过转化/转染/感染的方式导入宿主细胞，筛选出含目的基因的转化子，再进行扩增、提取，获得大量同一DNA分子的过程。16目的基因载体DNA连接重组DNA导入宿主细胞（转化转染感染）转化子细胞转化子细胞扩增，可获得大量重组DNA17DNAcloning18DNA克隆基

6、因克隆重组DNA同一概念获得足够的特异基因或DNA序列获得目的基因的表达产物重组DNA的目的重组DNA技术recombinantDNAtechnology基因工程geneticengineering基因克隆相关方法与技术19目的基因（targetgene)cDNA在体外经反转录合成的、与mRNA互补的DNA基因组DNA代表一个细胞或生物体整套遗传信息的DNA序列我们感兴趣的基因或DNA序列(complementaryDNA)(genomicDNA)20载体（vector）表达载体expressionvector用于表达蛋白质

7、克隆载体cloningvector用于扩增目的基因21自主复制能力较多拷贝数，易与宿主染色体DNA分离分子量较小，容易操作多克隆位点，便于外源基因插入一个或多个筛选标记较高的遗传稳定性理想载体应符合的条件:22常用载体CommonCloningVectors质粒plasmid噬菌体phage柯斯质粒cosmid人工染色体artificialchromosome23质粒plasmid双链环状DNA，细菌染色体外2-3kb或数百kb独立自主复制，稳定遗传遗传标志，可用于筛选24pUC19map25Polylinkerregion

8、26噬菌体（phage）感染细菌的病毒噬菌体（双链）携带外源DNA片段较大感染能力较强常作为基因组文库和cDNA文库的载体M13噬菌体（单链）可用于制备单链DNA，以进行DNA序列分析及体外定点突变27LibraryofgenomicDNAisestablishedbyusingphag