基因工程技术简要介绍优秀课件.ppt

基因工程技术简要介绍第1页，本讲稿共22页 将将外外源源基基因因（又又称称目目的的基基因因，是是一一段段 DNA DNA 片片断断）组组合合到到载载体体 DNADNA 分分子子中中去去，再再把把它它转转到到受受体体细细胞胞（亦亦称称寄寄主主细细胞胞）中中去去，使使外外源源基基因因在在寄寄主主细细胞胞中中增增值值和和表表达达，从从而而得得到到期期望望的的由由这这个外源基因所编码的个外源基因所编码的蛋白质蛋白质。第3页，本讲稿共22页 所以，基因工程的操作包含以下步骤：所以，基因工程的操作包含以下步骤：获得目的基因获得目的基因 构造重组构造重组 DNA DNA 分子分子 转化或转染转化或转染 表达表达 蛋白质产物的分离纯化蛋白质产物的分离纯化第4页，本讲稿共22页 到哪里去找目的基因？到哪里去找目的基因？从组织细胞中可以分离得到人从组织细胞中可以分离得到人/小鼠的全套小鼠的全套基因，称为基因，称为基因文库基因文库。文库中基因总数。文库中基因总数 就就人来说约有人来说约有 3 3 万个基因。如何从中把需要的万个基因。如何从中把需要的基因找出来？采取基因找出来？采取“钓钓”的办法。这个办法的办法。这个办法通常称为通常称为印迹法印迹法。（1 1）获得目的基因）获得目的基因第5页，本讲稿共22页印迹法的主要步骤：印迹法的主要步骤：（1）基因文库）基因文库 DNA 用用限制性内切限制性内切 酶酶处理。处理。（2）DNA 片断混合物通过片断混合物通过电泳电泳分离。分离。（3）电泳后，通过）电泳后，通过印迹印迹技术转到酯酰技术转到酯酰 纤维薄膜上，以便操作。纤维薄膜上，以便操作。（4）用已知小片断）用已知小片断DNA 作为作为探针探针，互补结合需要找的基因片断。互补结合需要找的基因片断。（5）探针）探针DNA 片断已用放射性元素片断已用放射性元素 标记，使胶片标记，使胶片感光感光后可看出。后可看出。第7页，本讲稿共22页 印迹法的关键是印迹法的关键是“分子杂交分子杂交”，利用碱基配，利用碱基配对的原则，用一段小的已知的对的原则，用一段小的已知的 DNA DNA 片断去片断去寻寻找找（“钓钓”）大的未知的基因片断。）大的未知的基因片断。探针探针 DNA DNA 片断从何而来？片断从何而来？根据目的蛋白的氨基酸序列，只要其中根据目的蛋白的氨基酸序列，只要其中 NN端端 15-20 15-20 个氨基酸序列，按三联密码转为个氨基酸序列，按三联密码转为 40-60 40-60 核苷酸序列，人工合成，即为核苷酸序列，人工合成，即为探针探针 DNA DNA 片断片断。第8页，本讲稿共22页（2 2）目的基因的扩增）目的基因的扩增 用上面的方法用上面的方法“钓钓”出的目的基因，数量出的目的基因，数量极少，所以，接下来必须经过扩增，亦称极少，所以，接下来必须经过扩增，亦称为为基因克隆基因克隆。获得相当数量的目的基因后，才。获得相当数量的目的基因后，才能继续下一步操作。能继续下一步操作。第9页，本讲稿共22页（3 3）PCRPCR把把寻找目的基因寻找目的基因和和扩扩增目的基因增目的基因两步操作并成一步。两步操作并成一步。PCRPCR法，又称法，又称多聚酶链式反应多聚酶链式反应，是近年，是近年来开发出来的基因工程新技术，它的最大来开发出来的基因工程新技术，它的最大优点是把目的基因的寻找和扩增，放在一优点是把目的基因的寻找和扩增，放在一个步骤里完成。个步骤里完成。第10页，本讲稿共22页PCR PCR 反应分三步完成：反应分三步完成：第一步第一步 90 90 0 0C C 高温下，使混合物的高温下，使混合物的DNA DNA 片断因片断因变性变性而成单链。而成单链。第二步第二步 50 50 0 0C C 温度下，引物温度下，引物 DNA DNA结合在结合在适于适于配对配对的的DNADNA片断上。片断上。第三步第三步 70 70 0 0C C 温度下，由合成酶（温度下，由合成酶（DNA DNA 高温聚合酶）催化，从引物开始高温聚合酶）催化，从引物开始合成合成目的基因目的基因 DNA DNA。第12页，本讲稿共22页 PCR PCR 的的三三个个步步骤骤为为一一次次循循环环，约约需需5 510 10 分分钟钟。每每经经一一次次循循环环，所所找找到到的的目目的的基基因因扩扩充充一一倍倍。经经过过 20 20 次次循循环环，即即可可扩扩增增 10106 6 倍，总共只需倍，总共只需几个小时几个小时。第13页，本讲稿共22页（4 4）构造重组）构造重组 DNA DNA 分子分子首先要有首先要有载体载体。载体有好几种，常用的有：载体有好几种，常用的有：质粒质粒环状双链小分子环状双链小分子DNADNA，适于做，适于做小片断基因的载体。小片断基因的载体。噬菌体噬菌体DNADNA线状双链线状双链DNADNA，适于做，适于做大片断基因的载体。大片断基因的载体。第14页，本讲稿共22页 其次要把目的基因其次要把目的基因“装装”到载体中去。到载体中去。“安装安装”的过程，需要好几种工具酶，其的过程，需要好几种工具酶，其中关键的酶叫中关键的酶叫限制性内切酶限制性内切酶。此酶识别一定碱基序列，有的还可切出此酶识别一定碱基序列，有的还可切出“粘性粘性”末端末端，使得目的基因和载体的连接，使得目的基因和载体的连接非常容易。非常容易。第17页，本讲稿共22页（5 5）转化）转化/转染转染表达表达蛋白质分离蛋白质分离 把构造好的重组把构造好的重组 DNA DNA 分子送进寄主分子送进寄主细胞细胞，亦需要适当的，亦需要适当的技术方法技术方法。若受体细。若受体细胞是细菌，通常称胞是细菌，通常称转化转化；若受体细胞是；若受体细胞是 动动/植植 物细胞，通常称物细胞，通常称转染转染。第20页，本讲稿共22页 重重组组 DNA DNA 分分子子进进入入寄寄主主细细胞胞后后，其其中中的的目目的的基基因因能能否否表表达达，表表达达效效率率高高低低，还还有有很很大大差差别别。表表达达通通常常是是指指目目的的基基因因编编码码的的蛋蛋白白质质合合成成。基基因因工工程程的的最最后后一一步步，是是把把所所获获得的蛋白质得的蛋白质分离纯化分离纯化，得到蛋白质产品。，得到蛋白质产品。第21页，本讲稿共22页