DNA重组技术的基本工具(精校版).ppt

专题1 基因工程,1-1 DNA重组技术的基本工具,设想？,能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢？,基因工程的概念,基因工程：指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外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。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,定向改造生物的遗传性状,剪切, 拼接, 导入, 表达,基因重组,基因工程的概念理解,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,基因工程培育抗虫棉的关键步骤：,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来,关键步骤二：,抗虫基因与棉花DNA“缝合”,关键步骤三：,抗虫基因进入棉花细胞,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？,“分子手术刀” 限制性核酸内切酶,“分子缝合针” DNA连接酶,“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,1-1 DNA重组技术的基本工具,“分子手术刀” 限制酶,“分子缝合针” DNA连接酶,“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，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。,主要从原核生物分离纯化出来,4000种。,1、来源：,2、种类：,3、作用：,5、结果：,形成两种末端,一、“分子手术刀” 限制性核酸内切酶,4、切割方式：,错位切和平切,G,限制酶切割磷酸二酯键,限制性内切酶作用过程,1、大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开形成黏性末端。 2、Sma能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切割形成平末端 。,常见的两种限制酶,Sma,平末端平末端,EcoR,黏性末端,黏性末端,什么叫黏性末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,什么叫平末端？,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。,基因的针线：DNA连接酶,G,连接酶连接磷酸二酯键,DNA连接酶的作用过程：,二、分子缝合针DNA连接酶,T,磷酸二酯键,A,作用部位：,是磷酸二酯键（扶手） 不是氢键（梯子）,DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶。,连接黏性末端,连接黏性末端和平末端,分类,作用,E.coli DNA连接酶,连接酶种类：,T4DNA连接酶,两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来,DNA连接酶的缝合作用,可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，,注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的DNA单链缺口，但不能连接单链DNA！,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？,T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低,DNA连接酶的缝合作用,A A T T G,C,A,A,T,T,A,A,T,T,DNA聚合酶的作用,返回,核苷酸分子的连接：,DNA聚合酶连接单链DNA 把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上,都能催化形成磷酸二酯键,都是蛋白质,不需要,需要,形成完整的重组DNA分子,形成DNA的一条链,基因工程,DNA复制,DNA连接酶与DNA聚合酶的比较,只能将单个核苷酸连接到已有的DNA片段上，形成磷酸二酯键,在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,三、基因进入受体细胞的载体,1、基因工程的载体被喻为：,分子运输车,2、常用载体的种类：,质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,议一议,2、能否用SARS病毒作为基因载体？,3、作为载体，若没有切割位点将怎样？,4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？,5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？,1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？,双链DNA,不能,不能进行DNA的重组,载体上应有标记基因,可能造成基因丢失,作为载体的必要条件,1.能够自我复制 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达； 2.有一个至多个限制酶切位点 能与目的基因结合 3.有遗传标记基因 便于观察 4.对受体细胞无害 安全、比较容易得到,认识常用的载体质粒,质粒主要存在于细菌和酵母菌体内。 质粒是一种裸露的、结构简单、独立于染色体或细菌拟核之外，能自我复制的小型环状双链DNA分子。,