基因工程及其應(yīng)用教學(xué)課件

1、基因工程的概念 基因工程又叫做 或 。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種 提取出來，加以 ，然后放到另一種生物的細(xì)胞里， 改造生物的遺傳性狀?；蚱唇蛹夹g(shù)DNA重組技術(shù)基因修飾改造定向地1.原理：基因重組2.基因工程操作工具：（1）基因的剪刀限制性內(nèi)切酶（2）基因的針線DNA連接酶（3）基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是從原核生物中分離純化出來的一種酶。能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶。4000種。 1、來源： 2、種類：3、作用：一、 “

2、分子手術(shù)刀” 限制性核酸內(nèi)切酶 T磷酸二酯鍵1234512345 A實(shí)例：EcoR 限制酶能專一識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段。作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物體內(nèi)能將外來的DNA切斷，對(duì)自己的DNA無損害。二、 “分子縫合針” DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶 磷酸二酯鍵 DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個(gè)重組的DNA分子就形成了。1、通常以質(zhì)粒作為載體質(zhì)粒細(xì)菌細(xì)胞中一種很小的環(huán)狀DNA分子。裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)

3、菌之外，并且有自我復(fù)制能力三、 “分子運(yùn)輸車” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體：質(zhì)粒 1、充當(dāng)載體的條件： 能自我復(fù)制 有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn) 具有某些遺傳標(biāo)記基因 對(duì)受體細(xì)胞無害，易分離2、種類：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒補(bǔ)：原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)啟動(dòng)子終止子 RNA聚合酶能夠識(shí)別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn)，并與其結(jié)合。 轉(zhuǎn)錄開始后，RNA聚合酶沿DNA分子移動(dòng)，并以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA。 轉(zhuǎn)錄完畢后，RNA鏈釋放出來，緊接著RNA聚合酶也從DNA模板鏈上脫落下來。不能轉(zhuǎn)錄為信使RNA，不能 編碼蛋白質(zhì)。：能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使R

4、NA，能 編碼蛋白質(zhì) 編碼區(qū)非編碼區(qū)原核細(xì)胞的 基因結(jié)構(gòu)有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核 苷酸序列，在該序列中， 最重要的是位于編碼區(qū)上 游的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。補(bǔ)：真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)含子 外顯子 能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子 不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子，內(nèi)含子不能轉(zhuǎn)錄為信使RNA 啟動(dòng)子終止子編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 內(nèi)含子： 外顯子： 真核細(xì)胞的 基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)外顯子：能編碼蛋白質(zhì)的序列內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)的序列：有調(diào)控作用的核苷酸序列， 包括位于編碼區(qū)上游的RNA 聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。非編碼序列：包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子GCTTAAGCTTA

5、ADNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎？ 3DNA連接酶與DNA聚合酶的不同DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羥基上；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個(gè)核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來，因此DNA連接酶不需要模板。 基因工程操作步驟：（1）提取目的基因（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定一、提取目的基因1、目的基因主要是指_編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因2、獲取

6、目的基因的方法（1）從基因文庫中獲取 （2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增（3）人工合成二、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合核心基因表達(dá)載體的組成：?jiǎn)?dòng)子+目的基因+終止子+標(biāo)記基因啟動(dòng)子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來。目的基因載體限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶T4 DNA連接酶15C重組體載體自連目的基因 自連目的基因與運(yùn)載體結(jié)合三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞方法：將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞： 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（雙子葉植物和祼子植物）、基因槍法（單子葉植物）、花粉管通道法將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞 顯微注射法將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞感受態(tài)細(xì)胞（用Ca2+處理）；電激或熱激四、目的基因的檢測(cè)與鑒定分子水平檢測(cè)：檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因：方法DNA分子雜交檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA：方法DNA分子雜交檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：方法抗原抗體雜交（如果有，表示目的基因已經(jīng)進(jìn)行了翻譯）基因工程操作基本步驟1、下列是幾種