DNA重组技术的基本工具上课用.ppt

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1、专题一专题一 基因工程基因工程一一、基因工程的概念基因工程的概念按照人们的愿望按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过，进行严格的设计，并通过体体外外DNA重组和转基因重组和转基因等技术，赋予生物以等技术，赋予生物以新的新的遗传特性遗传特性，从而创造出更符合人们需要的，从而创造出更符合人们需要的新的新的生物类型和生物产品生物类型和生物产品。由于基因工程是在。由于基因工程是在DNA分子水平分子水平上进行设计和施工的。因此又叫做上进行设计和施工的。因此又叫做DNA重组技术。重组技术。基因工程依据的原理：基因重组基因工程依据的原理：基因重组v注意：这里的基因重组是指将注意：这里的基因重组是指将来自不同

2、的来自不同的DNA分子进行分子进行“拼拼接接”，与有性生殖过程中的基，与有性生殖过程中的基因重组不同。因重组不同。别名别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平实质实质结果结果基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平定向改变生物性状或获得基因产定向改变生物性状或获得基因产定向改变生物性状或获得基因产定向改变生物性状或获得基因产物物基因重组基因重组设想一 能否培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？基因工程培育抗虫棉的简要过程基因工程培育抗虫棉的简要过程普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌（有抗虫

3、毒蛋白）（有抗虫毒蛋白）提取提取抗虫基因抗虫基因棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因含抗虫基因)棉花植株棉花植株(有抗虫特性有抗虫特性)重组重组DNADNA导入导入形成形成1.1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具三种基本工具三种基本工具三种基本工具三种基本工具手术刀手术刀针线针线运输车运输车在自然界中有一些生物的在自然界中有一些生物的DNADNA可能进入另一种生物可能进入另一种生物的细胞中。我们有没有学的细胞中。我们有没有学过相关的实例？过相关的实例？二、二、“分子手术刀分子手术刀”-限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （限制酶（限制酶）1.1.来源来源来源来源主要是从主要是从主要是从主要是从

4、原核生物原核生物原核生物原核生物中分离中分离中分离中分离2.2.作用作用作用作用识别双链识别双链识别双链识别双链DNADNADNADNA分子的某种分子的某种分子的某种分子的某种特定的特定的特定的特定的核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列，使每一条链中使每一条链中使每一条链中使每一条链中特定特定特定特定部位的部位的部位的部位的两个核苷酸之间两个核苷酸之间两个核苷酸之间两个核苷酸之间的的的的磷酸二磷酸二磷酸二磷酸二酯键酯键酯键酯键断开（断开（断开（断开（特异性特异性特异性特异性）EcoREcoR限制酶识别：限制酶识别：GAATTC序列序列3.结果：形成黏性末端结果：形成黏性末端限制酶在识别序列

5、的中心轴线限制酶在识别序列的中心轴线两侧两侧将将DNA两条单链切开，这样的切口叫两条单链切开，这样的切口叫黏性末端黏性末端。SmaSma限制酶识别：限制酶识别：GGGCCC序列序列3.3.结果：形成平末端结果：形成平末端 限制酶限制酶从识别序列的从识别序列的中心轴线处中心轴线处切开时，切开时，这样的切口叫这样的切口叫平末端平末端。催化形成的是催化形成的是磷酸二酯键磷酸二酯键，而而不是氢键不是氢键。GC T T A AA A T T CG磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键二、二、“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接酶1.1.作用：将双链作用：将双链DNADNA片段连接，成为一个完

6、片段连接，成为一个完整的整的DNADNA分子。分子。2.种类种类(1)E.coli DNA连接酶连接酶：(大肠杆菌大肠杆菌)只能连接黏性末端只能连接黏性末端(2)T4 DNA连接酶连接酶：（T T4 4噬菌体）噬菌体）既可以连接黏性末端，又连既可以连接黏性末端，又连接平末端，但连接平末端效接平末端，但连接平末端效率低。率低。小结：限制性核酸内切酶小结：限制性核酸内切酶与与DNA连接酶作用位点连接酶作用位点相同，作用结果相反。相同，作用结果相反。DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶聚合酶作用有何不同？作用有何不同？寻根问底寻根问底AG T AC T A A T DNA母链母链DNA聚合

7、酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶TTAG A TA TCCGACGGTTTAADNADNA连接酶连接酶寻根问底寻根问底思考思考不同点：不同点：DNADNA连接酶是将连接酶是将_连接起来连接起来,模板模板DNADNA聚合酶是将聚合酶是将_连接起来，连接起来，模板模板都催化都催化磷酸二酯键磷酸二酯键的形成的形成两个两个DNADNA片段片段单个核苷酸单个核苷酸共同点：共同点：不需要不需要需要需要四、分子运输车四、分子运输车基因进入受体细胞的基因进入受体细胞的载体载体1.1.载体的种类：载体的种类：质粒、质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒噬菌体的衍生物、动植物病毒最常用的载体最常用的载体质粒质粒拟核拟核

8、大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞一种一种裸露的、结构裸露的、结构简单、独立于细菌简单、独立于细菌拟核拟核DNADNA之外，之外，能能自我复制自我复制的小型的小型环环状双链状双链DNADNA分子分子。2.2.载体的条件：载体的条件：假如质粒没有限制酶切割位点将怎样？假如质粒没有限制酶切割位点将怎样？（没有限制酶能识别的序列）（没有限制酶能识别的序列）质粒质粒限制酶限制酶？限制酶限制酶？限制酶限制酶？限制酶限制酶？目的基因目的基因A.A.有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入目的基因目的基因插入位点插入位点重组重组DNA受受体体细细胞胞受受体体细细胞胞假如质粒

9、含有标记基因如：四环素抗性基因假如质粒含有标记基因如：四环素抗性基因含含四环素四环素的培养基的培养基B.B.具有标记基因具有标记基因,便于重组便于重组DNADNA的鉴定和筛选的鉴定和筛选2.2.载体的条件：载体的条件：A.A.有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入受受体体细细胞胞C.C.在受体细胞中能自我复制或整合到受体染色体在受体细胞中能自我复制或整合到受体染色体DNADNA上随上随染色体染色体DNADNA进行同步复制进行同步复制B.B.具有特殊的标记基因具有特殊的标记基因,便于重组便于重组DNADNA的鉴定和筛选的鉴定和筛选2.2.载体的条件：载体的条件：A.A.有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入有一至多个限制酶切割位点，便于目的基因插入D.D.对受体细胞无害对受体细胞无害质粒的模式图质粒的模式图质粒质粒DNA大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞目的基因目的基因插入位点插入位点氨苄青霉素氨苄青霉素抗性基因抗性基因复制原点复制原点思考：思考：如果受体细胞分别是动物如果受体细胞分别是动物细胞和细菌，所用的载体相同吗细胞和细菌，所用的载体相同吗?不相同，动物细胞是真核不相同，动物细胞是真核细胞，一般用动物病毒做载体；细胞，一般用动物病毒做载体；细菌是原核生物，一般用质粒细菌是原核生物，一般用质粒做载体。做载体。