基因工程的基本工具复习

(共18张PPT)
DNA重组技术的基本工具
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 人类需要的基因产物
抗虫害的玉米
转鱼抗寒基因的番茄
转基因 鲑鱼
基因工程产品
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
基础理论和技术的发展催生了基因工程
DNA是遗传物质的证明
DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
基因转移载体的发现
工具酶的发明
DNA合成和测序技术的发明
DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物问世
PCR技术的发明
基础理论
技术发明
DNA重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
DNA连接酶——“分子缝合针”
基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
分布：主要是从原核生物中分离纯化出来的
作用特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
切点：磷酸二酯键
举例：EcoRI限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开
重播
限制性内切酶
限制酶
黏性末端和平末端
限制酶所识别的序列有什么特点
限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。（即中心对称）
限制酶在原核生物中的作用
原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。
含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。
DNA连接酶——“分子缝合针”
连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为E·coli连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到，称为T4连接酶。
这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。
E·coli连接酶只能连接黏性末端； T4连接酶既可“缝合”黏性末端，又可“缝合”平末端。
DNA连接酶——“分子缝合针”
DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？
DNA连接酶 DNA聚合酶
连接DNA链 双链 单链
连接部位 在两DNA片段之间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存在的核酸片段的3’末端的羟基上，形成磷酸二酯键
基因的载体——“分子运输车”
载体必须具备的条件：
1、能自我复制
2、有一个和多个限制酶切割位点
3、能与目的基因结合
4、能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；
5、有特定标记基因
6、对受体细胞无害
7、比较容易得到
载体的作用：
1、将外源基因转移到受体细胞中去。
2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。
常用的载体有：
质粒，λ噬菌体的衍生物，动植物病毒等
质粒
质粒是基因工程最常用的运载体。
质粒是一种裸露的、结构简单独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。
要对天然质粒进行人工改造