DNA重組技術(shù)的基本工具(公開課)[1]

1、專題一 基因工程 第一節(jié) DNA重組技術(shù)的基本工具學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、簡述基因工程的概念和原理2、簡述DNA重組技術(shù)所需要的三種基本工具設(shè)想一設(shè)想一 能否培養(yǎng)出具有抗蟲能否培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？性狀的抗蟲棉呢？ 胰島素胰島素是治療糖尿病的特效藥是治療糖尿病的特效藥, ,長期以來長期以來只能從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，產(chǎn)量只能從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，產(chǎn)量低成本高。低成本高。 而微生物生長迅速，容易控制。于是科學(xué)而微生物生長迅速，容易控制。于是科學(xué)家設(shè)想，若能將人的胰島素基因?qū)胛⑸以O(shè)想，若能將人的胰島素基因?qū)胛⑸矬w內(nèi)，并得以表達(dá)，就不僅能解決產(chǎn)量物體內(nèi)，并得以表達(dá)，就不僅能解決產(chǎn)量問

2、題，還能大大降低生產(chǎn)成本，使藥品價(jià)問題，還能大大降低生產(chǎn)成本，使藥品價(jià)格大幅下降。格大幅下降。設(shè)想二設(shè)想二 這些定向改造基因的設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？基因工程基因工程 抗蟲棉的抗蟲棉的培育有哪些培育有哪些關(guān)鍵步驟？關(guān)鍵步驟？DNA DNA 重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具本節(jié)知識(shí)內(nèi)容本節(jié)知識(shí)內(nèi)容 1-1 DNA1-1 DNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具專題一專題一 基因工程基因工程“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀” 限制酶限制酶 “分子縫合針分子縫合針” DNADNA連接酶連接酶 “分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 EcoR和和 Sma黏性末端黏性末端平末端平末端4

3、 4、切割方式：、切割方式：錯(cuò)切和平切錯(cuò)切和平切 1 1、大腸桿菌的一種限制酶大腸桿菌的一種限制酶（EcoREcoR) )能識(shí)別能識(shí)別GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之間切開形成之間切開形成黏性黏性末端。末端。 2 2、SmaSma能識(shí)別能識(shí)別CCCGGGCCCGGG序列，序列，并在并在C C和和G G之間切割形成之間切割形成平平末端末端 。常見的兩種限制酶黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端基因的針線：基因的針線：DNADNA連接酶連接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C

4、GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同種限制酶切割用同種限制酶切割A(yù)TGCATGC連接酶連接連接酶連接磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵DNADNA連接酶的作用過程：連接酶的作用過程：二、分子縫合針二、分子縫合針DNA連接酶連接酶 T磷磷酸酸二二酯酯鍵鍵1234512345 A作用部位：作用部位：（扶手）（扶手）（梯子）（梯子）連接連接黏性黏性末端末端連接連接黏性黏性末端和末端和平平末端末端分類分類作用作用E.coli DNA連接酶連接酶連接酶種類：連接酶種類：T4DNA連接酶連接酶DNA聚合酶和聚合酶和DNA連接酶有何相同點(diǎn)和連接酶有何相同點(diǎn)和不

5、同點(diǎn)？不同點(diǎn)？DNA連接酶連接酶DNA聚合酶聚合酶連接連接DNA鏈鏈連接部位連接部位雙鏈雙鏈在兩在兩DNADNA片片斷斷之間形成之間形成磷酸二脂鍵磷酸二脂鍵單鏈單鏈將將單個(gè)單個(gè)核苷酸加核苷酸加到已存在的核酸到已存在的核酸片斷片斷33末端形成末端形成磷酸二脂鍵磷酸二脂鍵三、分子運(yùn)輸車三、分子運(yùn)輸車基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體體 要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入受體細(xì)胞的工具能將外源基因送入受體細(xì)胞的工具就是就是載

6、體載體。1 1、基因工程的載體被喻為、基因工程的載體被喻為：分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車2 2、基因工程的載體來源、基因工程的載體來源：作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？作為載體的必要條件作為載體的必要條件1. 1.能自我復(fù)制能自我復(fù)制能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；2.2.有一個(gè)至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)能與目的基因結(jié)合能與目的基因結(jié)合3.3.有遺傳標(biāo)記基因有遺傳標(biāo)記基因便于觀察便于觀察4.4.對受體細(xì)胞無害、易分離對受體細(xì)胞無害、易分離安全、比較容易得到安全、比較容易得到課本知識(shí)回顧

7、課本知識(shí)回顧 1 1、基因工程又叫做基因工程又叫做 或或 。通俗地說，就是按照。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種人們的意愿，把一種生物的某種 提取出來，加以提取出來，加以 ， 然后放到另一種生物的細(xì)胞里，然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 改造生物的遺傳性狀改造生物的遺傳性狀?；蚱唇蛹夹g(shù)基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)重組技術(shù)基因基因修飾改造修飾改造定向地定向地2、DNA 重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀” “分子縫合針分子縫合針” “分子運(yùn)輸車分子運(yùn)輸車”限制（性核酸內(nèi)切）酶限制（性核酸內(nèi)切）酶DNA連接酶連接酶基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體原核生

8、物中分離純化出來原核生物中分離純化出來特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵黏性末端黏性末端平末端平末端1、種類：、種類：2、作用部位：、作用部位：兩類兩類連接黏性末端連接黏性末端Ecoli DNA連接酶連接酶T4 DNA連接酶連接酶磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵連接黏性末端和平末端連接黏性末端和平末端通常有三種通常有三種: :作為載體的條件：作為載體的條件： 在進(jìn)行基因工程操作中在進(jìn)行基因工程操作中, ,真正被用作載體的質(zhì)粒都真正被用作載體的質(zhì)粒都是在是在 質(zhì)粒質(zhì)粒噬菌體衍生物噬菌體衍生物動(dòng)植物病毒動(dòng)植物病毒天然質(zhì)粒天然質(zhì)粒人工改造人工改造的的能自我復(fù)制；有切割位點(diǎn)；能自我復(fù)制；有切割位點(diǎn)；有遺傳標(biāo)記基因；對受體細(xì)胞無害、易分離有遺傳標(biāo)記基因；對受體細(xì)胞無害、易分離基礎(chǔ)上進(jìn)行