基因与基因工程精选PPT.ppt

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1、第1页，讲稿共64张，创作于星期日v基因工程的创立与发展与基因的研究基因工程的创立与发展与基因的研究之间的内在联系之间的内在联系 基因的研究为基因工程的创立奠定了 坚实的理论基础，基因工程的诞生是 基因研究发展的必然结果；基因工程技术的发展与应用，又深刻并有力地影响着基因的研究，使我们对基因本质的认识提高到了一个空前的高度。第2页，讲稿共64张，创作于星期日1 1 基因研究的发展基因研究的发展v基因的发展大体可划分为三个阶段基因的发展大体可划分为三个阶段基因的染色体遗传学阶段基因的染色体遗传学阶段(细胞遗传学细胞遗传学):):2020世纪世纪5050年代之前，主要从细胞染色体水平上进行研究。年

2、代之前，主要从细胞染色体水平上进行研究。基因的分子生物学阶段基因的分子生物学阶段(分子遗传学分子遗传学):):2020世纪世纪5050年代之后，主要从年代之后，主要从DNADNA水平上进行研究。水平上进行研究。基因工程学阶段基因工程学阶段(分子生物技术分子生物技术):):2020世纪世纪7070年代，重组年代，重组DNADNA技术的建立，使基因的研究进入技术的建立，使基因的研究进入 了反向生物学研究阶段。了反向生物学研究阶段。第3页，讲稿共64张，创作于星期日5 53 35 55 53 33 32 DNA的分子结构及其特点的分子结构及其特点DNADNA分分子子中中各各脱脱氧氧核核苷苷酸酸之之间

3、间以以3 3-5-5磷磷酸酸二二酯酯键键连连接接。不不同同的的DNADNA分分子子具具有有不不同同的的核核苷苷酸酸排排列列顺顺序序，因因此此携携带带有有不不同同的的遗遗传传信息。信息。53DNADNA分子是脱氧核苷酸的多聚体。分子是脱氧核苷酸的多聚体。第4页，讲稿共64张，创作于星期日4 DNADNA碱基组成特点和规律碱基组成特点和规律不同物种间不同物种间DNADNA碱基组成一般是不同的；碱基组成一般是不同的；一个给定物种的一个给定物种的DNADNA碱基组成不因个体的年龄、营养状态和碱基组成不因个体的年龄、营养状态和环境改变而改变环境改变而改变 ；DNADNA碱基组成的碱基组成的Chargaf

4、fChargaff定律：定律：腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即等，即 A=TA=T；鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数也相等，即；鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数也相等，即G=CG=C；嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即；嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即A+G=C+TA+G=C+T。第5页，讲稿共64张，创作于星期日4 DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构（Watson-Crick模型）模型）53535353磷酸磷酸脱氧核脱氧核糖糖碱基碱基T-AT-A碱基对碱基对C-GC-G碱基对碱基对小沟大沟第6页，讲稿共64张，创作于星期日4 DNA复制的一般特点复制的一般特点 1 1、半保留复制、半保留复制2

5、 2、固定的起点和方向、固定的起点和方向3 3、半不连续、半不连续 4 4、需要、需要RNARNA作为引物作为引物5 5、需要模板、需要模板 v DNADNA的特性的特性 DNA的复制 第7页，讲稿共64张，创作于星期日DNA的半保留复制实验依据 19581958年年Meselson&Meselson&stahlstahl用同位素示踪标用同位素示踪标记加密度梯度离心技记加密度梯度离心技术实验术实验,证明了证明了DNADNA是采是采取半保留的方式进行复制取半保留的方式进行复制.15N DNA原始原始分子分子14N-15N DNA第一子第一子代代14N DNA14N-15N DNA第二子第二子代代

6、第8页，讲稿共64张，创作于星期日v DNADNA的特性的特性 DNA的变性 是指双螺旋之间氢键断裂，是指双螺旋之间氢键断裂，双螺旋解开，形成单链无规双螺旋解开，形成单链无规则线团，因而发生性质改变则线团，因而发生性质改变（如粘度下降，沉降速度增（如粘度下降，沉降速度增加，浮力上升，紫外吸收增加，浮力上升，紫外吸收增加等），称为加等），称为DNADNA变性。变性。第9页，讲稿共64张，创作于星期日4 增色效应增色效应（hyperchromic effect）由于由于DNADNA在在260nm260nm处有最大吸收值，因此，可利处有最大吸收值，因此，可利用用DNADNA变性后波长变性后波长260

7、nm260nm处紫外吸收的变化追踪变性处紫外吸收的变化追踪变性过程。过程。在在DNADNA双螺旋结构模型中碱基藏于内侧，变性双螺旋结构模型中碱基藏于内侧，变性时由于双螺旋解开，于是碱基外露，时由于双螺旋解开，于是碱基外露，260nm260nm紫外吸紫外吸收值因而增加，这一现象称为收值因而增加，这一现象称为增色效应。增色效应。第10页，讲稿共64张，创作于星期日4 熔解温度熔解温度（melting temperature,Tm）通常把通常把DNADNA分子双螺旋结构失去分子双螺旋结构失去一半时的温度称为一半时的温度称为熔点或熔解温熔点或熔解温度度（melting temperature,TmTm

8、）。DNADNA的的TmTm一般在一般在70-8570-85之间。之间。第11页，讲稿共64张，创作于星期日1 1）DNADNA的均一性：均一性高的的均一性：均一性高的DNADNA，TmTm值的范围越窄；值的范围越窄；DNA的的Tm值与以下因素有关：值与以下因素有关：2 2）溶剂的性质：离子强度较低的介质中，）溶剂的性质：离子强度较低的介质中，DNADNA的的TmTm值值较低，熔解温度的范围也较窄。因此，较低，熔解温度的范围也较窄。因此，DNADNA制剂不应制剂不应保存在离子强度过低的溶液中，一般保存在保存在离子强度过低的溶液中，一般保存在1M NaCl1M NaCl溶液中较稳定；溶液中较稳定

9、；3 3）G-CG-C含量：含量：G-CG-C含量越高，含量越高，TmTm值越高。值越高。第12页，讲稿共64张，创作于星期日v DNADNA的特性的特性 DNA的复性与杂交 复复性性(renaturation)(renaturation)：变变性性DNADNA在在适适当当条条件件，二二条条彼彼此此分分开开的的互互补补链链重重新新结结合合，恢恢复复原原来来的的双双螺螺旋旋结结构构，这这一一过程称为复性或退火过程称为复性或退火(annealing)(annealing)。杂交杂交(hybridization):(hybridization):当当DNADNA复性时，来源不同的复性时，来源不同的D

10、NA(DNA(或或RNA)RNA)片段片段,按碱基互补关系形成杂交双链分按碱基互补关系形成杂交双链分子子。第13页，讲稿共64张，创作于星期日复性在基因工程中的应用复性在基因工程中的应用显示不同生物体间的遗传相关性；显示不同生物体间的遗传相关性；检测特定的检测特定的DNADNA；考查某些序列在特定生物体考查某些序列在特定生物体DNADNA中的拷贝数；中的拷贝数；确定特定碱基序列在确定特定碱基序列在DNADNA中的位置；中的位置；分离克隆基因。分离克隆基因。第14页，讲稿共64张，创作于星期日第15页，讲稿共64张，创作于星期日第16页，讲稿共64张，创作于星期日12345CKSouthern

11、bloting第17页，讲稿共64张，创作于星期日3 3 基因的定义基因的定义 经典的基因概念：经典的基因概念：在染色体或在染色体或DNADNA分子上，分子上，基因是成串珠似的一个挨一个地排列着，它基因是成串珠似的一个挨一个地排列着，它们之间是由非遗传的物质连接起来。交换只们之间是由非遗传的物质连接起来。交换只是在基因之间进行，而不是在基因内部发生。是在基因之间进行，而不是在基因内部发生。基因的三位一体论基因的三位一体论 遗传功能单位遗传功能单位 交换单位交换单位 突变单位突变单位 第18页，讲稿共64张，创作于星期日 顺反子概念的提出顺反子概念的提出 19551955年，年，BenzerBe

12、nzer通过对噬菌体的研究提通过对噬菌体的研究提出了顺反子出了顺反子(cistron)(cistron)概念。概念。顺反子顺反子(cistron)(cistron)：编码一种完整多肽链编码一种完整多肽链的核苷酸序列。这种多肽既可以是一种具有的核苷酸序列。这种多肽既可以是一种具有生物活性的蛋白质，也可同别的多肽聚合形生物活性的蛋白质，也可同别的多肽聚合形成多功能的蛋白质。成多功能的蛋白质。第19页，讲稿共64张，创作于星期日顺反子是功能单位，顺反子是功能单位，其最小交换单位其最小交换单位(又称又称交换子交换子)和最小突变单位和最小突变单位(又称突变子又称突变子)，都应，都应是是DNADNA分子中

13、的一个核苷酸对。分子中的一个核苷酸对。顺反子概念表明，顺反子概念表明，基因不是最小的单位，它基因不是最小的单位，它仍然是可分的；并非所有的仍然是可分的；并非所有的DNADNA序列都是基因，序列都是基因，而只有其中某一特定的多核苷酸区段才是基因而只有其中某一特定的多核苷酸区段才是基因的编码区。的编码区。第20页，讲稿共64张，创作于星期日4基因基因就是合成有功能意义的蛋白质多就是合成有功能意义的蛋白质多肽链或肽链或RNARNA所必需的全部核酸序列。所必需的全部核酸序列。v基因的分子定义：基因的分子定义：按照这个定义，一个基因应包括按照这个定义，一个基因应包括哪些部分？哪些部分？第21页，讲稿共6

14、4张，创作于星期日4 4 基因的结构基因的结构1 1基因基因的组成部分的组成部分基因基因 编码区编码区(coding region)非编码区非编码区(nocoding region)启动区启动区(promoter region)终止区终止区(terminator region)第22页，讲稿共64张，创作于星期日4编码区编码区(coding region)(coding region)含有大量的遗传密码，包括起始密码子含有大量的遗传密码，包括起始密码子(AUG)(AUG)和和终止密码子终止密码子(UAA,UAG(UAA,UAG或或UGA)UGA)，以及表达子，以及表达子(exon)(exon)

15、。4非编码区非编码区(nocoding region)(nocoding region)指基因分子结构中存在的对于遗传信息表达所必指基因分子结构中存在的对于遗传信息表达所必须的、但却不能转译成蛋白质多肽的须的、但却不能转译成蛋白质多肽的DNADNA序列序列 。5 5-UTR-UTR，即，即5 5-末端非转译区；末端非转译区；3 3-UTR-UTR，即，即3 3-末端非转译区；末端非转译区；IntronIntron，即真核基因的间隔子序列。，即真核基因的间隔子序列。第23页，讲稿共64张，创作于星期日4启动区启动区(promoter region)(promoter region)指位于基因指位

16、于基因5 5 上游的一段具有特殊功能的上游的一段具有特殊功能的DNADNA序序列区，列区，RNARNA聚合酶是通过同它结合作用而启动基因聚合酶是通过同它结合作用而启动基因的转录。的转录。4终止区终止区(terminator)(terminator)位于基因位于基因3 3 端下游外侧与终止密码子相连的一段非端下游外侧与终止密码子相连的一段非编码的核苷酸短序列区，具有终止转录信号的功能。编码的核苷酸短序列区，具有终止转录信号的功能。第24页，讲稿共64张，创作于星期日按照按照基因的定义，一个基因应包括：基因的定义，一个基因应包括：编码蛋白质多肽链或编码蛋白质多肽链或RNARNA的核酸序列；的核酸序

17、列；保证转录所必需的调控序列、保证转录所必需的调控序列、5 5端非翻译序列、端非翻译序列、内含子、内含子、3 3端非翻译序列等所有的核酸序列端非翻译序列等所有的核酸序列。第25页，讲稿共64张，创作于星期日2 2原核基因原核基因的结构的结构4原核基因原核基因的范围的范围原核基因原核基因(Prokargotic gene)(Prokargotic gene)：系指由原核生系指由原核生物如大肠杆菌基因组的编码基因，以及高等植物物如大肠杆菌基因组的编码基因，以及高等植物叶绿体基因组的编码基因，还有线粒体基因组的叶绿体基因组的编码基因，还有线粒体基因组的编码基因，都是属于原核基因。编码基因，都是属于原

18、核基因。第26页，讲稿共64张，创作于星期日 TAATTTCCGAGGAAAACCTCGGAAAAAA反向回文序列反向回文序列反向回文序列反向回文序列终止区序列终止区序列+1-10-35转录区转录区终止区终止区启动区启动区5 5 上游上游3 3 下游下游原核基因的结构原核基因的结构T80A95t45A60A50T96T82T84G78A65C54a45 ATGttgacatataat TAA5 UTR3 UTRN5-9N17NNNNNNNNNNNN第27页，讲稿共64张，创作于星期日4原核基因原核基因的的mRNA结构结构原核基因原核基因的的mRNA编码区编码区(是连续不间断的序列是连续不间断的

19、序列)转录而不转译的转录而不转译的5 5-UTR-UTR转录而不转译的转录而不转译的3 3-UTR-UTR第28页，讲稿共64张，创作于星期日4真核基因真核基因的范围的范围3 3真核基因真核基因的结构的结构真核基因真核基因(Eukaryotic gene)(Eukaryotic gene)：系指由真核细胞系指由真核细胞基因组的编码基因和感染真核细胞的基因组的编码基因和感染真核细胞的DNADNA病毒及反病毒及反转录病毒基因组的编码基因均属于真核基因。转录病毒基因组的编码基因均属于真核基因。第29页，讲稿共64张，创作于星期日+1-20-70转录区转录区终止区终止区启动区启动区-80TATACCA

20、ATGC增强子增强子内含子剪接点内含子剪接点内含子剪接点内含子剪接点内含子内含子真核基因的结构真核基因的结构加尾信号加尾信号ggccacacccggccaatctggggcatataa ATGCAACGGGCTTGTGCTAT5 UTRGTCACTCAGgtaaggcatataggccaa ctgcag TAGCAGCTGAATAAA3 UTR第30页，讲稿共64张，创作于星期日4真核基因真核基因的的mRNA结构结构真核基因真核基因的的mRNA5 5 端帽的结构端帽的结构 5 5-UTR-UTR3 3 端端poly(A)poly(A)尾巴尾巴编码区编码区3 3-UTR-UTRm7G5ppp-N

21、mpNp-AUGCTTCAACGGUAA AAUAAAAAAAAA5 5 端帽的结构端帽的结构 3 3 端端poly(A)poly(A)尾巴尾巴第31页，讲稿共64张，创作于星期日5 5 基因的类型基因的类型1 1根据产物类型分类根据产物类型分类结构基因结构基因(Structural genes)除了调节基因以外的编码任何除了调节基因以外的编码任何RNARNA或蛋白质或蛋白质产物的基因。产物的基因。调节基因调节基因(Regulator genes)其产物能够控制另外一个基因或若干基因表其产物能够控制另外一个基因或若干基因表达效率的基因。达效率的基因。例如大肠杆菌例如大肠杆菌lac操纵子的操纵子

22、的laci基因，其编码基因，其编码蛋白质能够控制蛋白质能够控制lac操纵子结构基因的表达。操纵子结构基因的表达。第32页，讲稿共64张，创作于星期日无诱导物时无诱导物时 葡萄糖葡萄糖(+),乳糖乳糖()结构基因表达关闭结构基因表达关闭第33页，讲稿共64张，创作于星期日2 2根据表达特性根据表达特性组成基因组成基因(Constitutive genes)又叫做看家基因又叫做看家基因(Housekeeping gene)，是一，是一类理论上在所有细胞类型中都能进行表达、并为类理论上在所有细胞类型中都能进行表达、并为所有类型细胞生存提供必需的基本功能的基因。所有类型细胞生存提供必需的基本功能的基因

23、。诱导基因诱导基因(Inducible genes)因环境中某种特殊物质的存在而被诱导表达因环境中某种特殊物质的存在而被诱导表达的基因，叫做的基因，叫做“诱导型基因诱导型基因”，简称，简称“诱导基因诱导基因”。第34页，讲稿共64张，创作于星期日3 3根据实验用途根据实验用途选择基因选择基因(Selectable genes)是指可使被转化的细胞获得其亲本细胞所不具是指可使被转化的细胞获得其亲本细胞所不具备的新的遗传特性，从而使得人们能够使用特定的备的新的遗传特性，从而使得人们能够使用特定的选择性培养基，将转化的新细胞从其亲本细胞群体选择性培养基，将转化的新细胞从其亲本细胞群体中选择出来的一类

24、特殊的基因。中选择出来的一类特殊的基因。选择基因选择基因主要是一类编码可使主要是一类编码可使抗菌素抗菌素(诸如氨苄青霉诸如氨苄青霉素、潮霉素、链霉素、卡那霉素等素、潮霉素、链霉素、卡那霉素等)或或除草剂除草剂失活的蛋失活的蛋白酶基因。白酶基因。第35页，讲稿共64张，创作于星期日 AmpAmp选择培养基筛选选择培养基筛选A.pBridge-GmMYBZ1 B.pBridge-GmMYBZ2C.pBridge-GmMYBJ6 D.pBridge-GmMYBJ7 D A B C 第36页，讲稿共64张，创作于星期日C A B D A.CK B.GmMYBZ2C.GmMYBJ6 D.GmMYBJ7第

25、37页，讲稿共64张，创作于星期日报告基因报告基因(reporter gene)特指其编码产物能被快速检测，常用来判断特指其编码产物能被快速检测，常用来判断外源基因是否已经成功地导入寄主细胞、器官或外源基因是否已经成功地导入寄主细胞、器官或组织的一类特殊的基因。组织的一类特殊的基因。常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶(CAT)基基因，因，-葡萄糖醛酸糖苷酶葡萄糖醛酸糖苷酶(GUS)基因，以及绿色荧基因，以及绿色荧光蛋白光蛋白(green fluorescent protein,GFP)基因。基因。第38页，讲稿共64张，创作于星期日promoter-GUS exp

26、ression pattern 第39页，讲稿共64张，创作于星期日subcellular localization of the OsAbc1-2 protein 第40页，讲稿共64张，创作于星期日3 3根据结构特点根据结构特点断裂基因断裂基因(split gene)编码序列不连续的间断基因，即在其核苷酸编码序列不连续的间断基因，即在其核苷酸序列中间插入了与氨基酸编码无关的序列中间插入了与氨基酸编码无关的DNADNA间隔区，间隔区，使一个基因分隔成若干个不连续的区段。使一个基因分隔成若干个不连续的区段。第41页，讲稿共64张，创作于星期日split gene第42页，讲稿共64张，创作于星

27、期日移动基因移动基因(movable gene)又叫跳跃基因或转位因子，是指一种可以在又叫跳跃基因或转位因子，是指一种可以在染色体基因组上移动，甚至在不同染色体之间、染色体基因组上移动，甚至在不同染色体之间、噬菌体及质粒噬菌体及质粒DNADNA之间跃迁的之间跃迁的DNA短片段。短片段。1951年由年由Barbara Mclintock（麦克林托克）麦克林托克）首次在玉米中发现了一种控制元件，首次在玉米中发现了一种控制元件，后后来这个元件被命名为转座元件或转座子。来这个元件被命名为转座元件或转座子。由此，由此，Barbara Mclintock在在1983年获得了年获得了诺贝尔奖。诺贝尔奖。第4

28、3页，讲稿共64张，创作于星期日特点：特点：不必借助同源序列就可移动的不必借助同源序列就可移动的DNADNA片段，即转座作片段，即转座作 用与供体和受体之间的序列无关。用与供体和受体之间的序列无关。转座序列可沿染色体移动，也可在不同染色体间跳转座序列可沿染色体移动，也可在不同染色体间跳 跃（又称之为跳跃基因）。跃（又称之为跳跃基因）。原核生物和真核生物均有转座子。原核生物和真核生物均有转座子。第44页，讲稿共64张，创作于星期日 玉米转座因子对胚乳玉米转座因子对胚乳颜色的影响颜色的影响紫色紫色无色无色紫色斑点紫色斑点？第45页，讲稿共64张，创作于星期日假基因假基因(pseudogene)指一

29、类同野生型基因序列大部分同源，但由于指一类同野生型基因序列大部分同源，但由于突变而失去活性的畸变的核苷酸序列。突变而失去活性的畸变的核苷酸序列。重叠基因重叠基因(overlapping gene)又叫嵌套基因又叫嵌套基因(nested gene)。系指核苷酸编码序系指核苷酸编码序列彼此重叠的、编码不同蛋白质的两个或多个基因。列彼此重叠的、编码不同蛋白质的两个或多个基因。重复基因重复基因(repeat gene)以串联方式重复排列在特定染色体上的某些多拷以串联方式重复排列在特定染色体上的某些多拷贝基因。如贝基因。如rRNArRNA基因、基因、tRNAtRNA基因等。基因等。第46页，讲稿共64张

30、，创作于星期日6 6 基因的表达基因的表达1 1正义链与反义链正义链与反义链4早期文献：早期文献：正义链正义链(有意义链有意义链)：双链双链DNADNA分子中转录成分子中转录成RNARNA 分子的模板链。分子的模板链。反义链反义链(无意义链无意义链)：与有意义链互补的与有意义链互补的DNADNA链。链。第47页，讲稿共64张，创作于星期日4现代文献：现代文献：反义链反义链(-(-链链)：双链双链DNADNA分子中转录成分子中转录成RNARNA分子分子的模板链。的模板链。正义链正义链(+(+链链)：双链双链DNADNA分子中的编码链。除了分子中的编码链。除了以以T碱基取代碱基取代U碱基之外，与碱

31、基之外，与RNARNA转录本具有同样转录本具有同样的序列结构。的序列结构。第48页，讲稿共64张，创作于星期日2 2基因的表达基因的表达基因表达：基因表达：基因通过基因通过DNADNA的转录和的转录和RNARNA的翻译的翻译等过程，将其所携带的遗传信息转变成蛋白质等过程，将其所携带的遗传信息转变成蛋白质多肽链多肽链(或或RNARNA转录本转录本)的过程。的过程。4定义：定义：第49页，讲稿共64张，创作于星期日组成性表达组成性表达(constitutive expression)(constitutive expression)4基因表达的方式基因表达的方式 看家基因较少受环境因素影响，而是在

32、个体各看家基因较少受环境因素影响，而是在个体各个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，个生长阶段的大多数或几乎全部组织中持续表达，或变化很小。这类基因表达视为基本的或或变化很小。这类基因表达视为基本的或组成性基组成性基因表达因表达。第50页，讲稿共64张，创作于星期日适应型或调节型表达适应型或调节型表达(adaptive or regulatory expression)有一些基因表达极易受环境变化影响而改变，称为有一些基因表达极易受环境变化影响而改变，称为适应型或调节型表达适应型或调节型表达。在特定环境信号刺激下，相应的在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因是

33、可诱导的，基因被激活，基因表达产物增加，这种基因是可诱导的，称为称为诱导诱导。相反，如果基因对环境信号应答时被抑制，相反，如果基因对环境信号应答时被抑制，基因表达产物水平降低，称为基因表达产物水平降低，称为阻遏阻遏。第51页，讲稿共64张，创作于星期日第52页，讲稿共64张，创作于星期日时间特异性：时间特异性：按功能需要，某一特定基因的表达按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，这是基因表达的时间严格按特定的时间顺序发生，这是基因表达的时间特异性。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶特异性。多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性。段特异性。4基因表达的时间性及空间性基因表

34、达的时间性及空间性空间特异性：空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现，这就是基因表达在个体按不同组织空间顺序出现，这就是基因表达的空间特异性，又称细胞特异性或组织特异性。的空间特异性，又称细胞特异性或组织特异性。第53页，讲稿共64张，创作于星期日mRNAmRNA加工成熟水平上的调控加工成熟水平上的调控(differential processing of RNA transcript)转录水平上的调控转录水平上的调控(transcriptional regulation)翻译水平上的调控翻译水平上的调控(differential

35、translation of mRNA)3.3.基因的表达调控基因的表达调控4基因表达的调控水平基因表达的调控水平DNADNA水平上的调控水平上的调控(regulation on DNA level)翻译后水平上的调控翻译后水平上的调控(differential post-translation of mRNA)第54页，讲稿共64张，创作于星期日 DNA RNA反馈反馈(?)(?)转录转录复复制制 翻译翻译 蛋白质蛋白质生理功能生理功能图图:遗传信息传递的遗传信息传递的“中心法则中心法则”示意图示意图（21世纪后修正的世纪后修正的）tRNA和和rRNA 小小RNA（microRNAs）非编码

36、非编码RNA（Non-codingRNA）第55页，讲稿共64张，创作于星期日4顺式作用元件和反式作用因子顺式作用元件和反式作用因子顺式作用元件顺式作用元件(ciscis-acting element):-acting element):是指影响自身基因表达活性的是指影响自身基因表达活性的DNADNA序列（如转序列（如转录启动子和增强子）。它作为一种原位（录启动子和增强子）。它作为一种原位（in situin situ）顺序，其活性只影响与其自身处在同一个顺序，其活性只影响与其自身处在同一个DNADNA分子上分子上的基因。的基因。第56页，讲稿共64张，创作于星期日 启动子启动子 起正性调控作

37、用起正性调控作用 增强子增强子 顺式作用元件顺式作用元件 起负性调控作用起负性调控作用 沉默子沉默子第57页，讲稿共64张，创作于星期日反式作用因子反式作用因子(transtrans-acting factor)-acting factor)：调控转录的各种蛋白因子总称反式作用因子。调控转录的各种蛋白因子总称反式作用因子。其编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不在其编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不在同一个同一个DNADNA分子上。分子上。第58页，讲稿共64张，创作于星期日1.1.有关基因工程的名词术语有关基因工程的名词术语 遗传工程遗传工程遗传工程遗传工程(Genetic engine

38、ering)(Genetic engineering)(Genetic engineering)(Genetic engineering)基因工程基因工程基因工程基因工程(Gene engineering)(Gene engineering)(Gene engineering)(Gene engineering)基因操作基因操作基因操作基因操作(Gene manipulation)(Gene manipulation)(Gene manipulation)(Gene manipulation)重组重组重组重组DNADNADNADNA技术技术技术技术(Recombinant DNA techni

39、que)(Recombinant DNA technique)(Recombinant DNA technique)(Recombinant DNA technique)基因克隆基因克隆基因克隆基因克隆(Gene cloning)(Gene cloning)(Gene cloning)(Gene cloning)分子克隆分子克隆分子克隆分子克隆(Molecular cloning)(Molecular cloning)(Molecular cloning)(Molecular cloning)7 7 基因工程的基本概念基因工程的基本概念第59页，讲稿共64张，创作于星期日2.2.“遗传工程遗传

40、工程”和和“基因工程基因工程”遗传工程遗传工程是指以改变生物有机体性状特征为目是指以改变生物有机体性状特征为目标的遗传信息量的操作标的遗传信息量的操作(the manipulation of the information content)，它既包括常规的选择育种，它既包括常规的选择育种，也包括相对复杂的基因克隆等的不同技术层次。也包括相对复杂的基因克隆等的不同技术层次。因此，遗传工程虽然包括了基因工程的内容，但它因此，遗传工程虽然包括了基因工程的内容，但它所涉及的内容却比基因工程要广泛得多，两者之所涉及的内容却比基因工程要广泛得多，两者之间是有差别。间是有差别。第60页，讲稿共64张，创作于

41、星期日3.3.基因工程的主要内容基因工程的主要内容目的基因或含有目的基因的目的基因或含有目的基因的DNADNA片段的分离片段的分离体外体外DNADNA的重组的重组(载体分子载体分子+DNA+DNA片段片段+标记基因标记基因)转化转化(体外重组体外重组DNADNA对寄主细胞的转化对寄主细胞的转化)重组体克隆的筛选重组体克隆的筛选重组克隆中的目的基因的鉴定重组克隆中的目的基因的鉴定目的基因的功能鉴定或表达特定的基因产物目的基因的功能鉴定或表达特定的基因产物第61页，讲稿共64张，创作于星期日4.4.基因工程的基本形式基因工程的基本形式第一代基因工程第一代基因工程第一代基因工程第一代基因工程 蛋白多

42、肽基因的高效表达蛋白多肽基因的高效表达蛋白多肽基因的高效表达蛋白多肽基因的高效表达 经典基因工程经典基因工程经典基因工程经典基因工程第二代基因工程第二代基因工程第二代基因工程第二代基因工程 蛋白编码基因的定向诱变蛋白编码基因的定向诱变蛋白编码基因的定向诱变蛋白编码基因的定向诱变 蛋白质工程蛋白质工程蛋白质工程蛋白质工程第三代基因工程第三代基因工程第三代基因工程第三代基因工程 代谢信息途径的修饰重构代谢信息途径的修饰重构代谢信息途径的修饰重构代谢信息途径的修饰重构 途径工程途径工程途径工程途径工程 第四代基因工程第四代基因工程第四代基因工程第四代基因工程 基因组或染色体的转移基因组或染色体的转移

43、基因组或染色体的转移基因组或染色体的转移 基因组工程基因组工程基因组工程基因组工程第62页，讲稿共64张，创作于星期日v作业：作业：一、名词概念一、名词概念7.7.组成型表达与调节型表达组成型表达与调节型表达8.8.顺式作用元件顺式作用元件与与反式作用因子反式作用因子5.5.重复基因与重叠基因重复基因与重叠基因4.4.断裂基因与移动基因断裂基因与移动基因3.3.基因与假基因基因与假基因6.6.选择基因与报告基因选择基因与报告基因1.1.熔解温度熔解温度与与增色效应增色效应2.2.顺反子顺反子与与复制子复制子:DNA:DNA 中发生复制的独立单位。中发生复制的独立单位。第63页，讲稿共64张，创作于星期日感感谢谢大大家家观观看看第64页，讲稿共64张，创作于星期日