基因工程知识点超全.docx

《基因工程知识点超全.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因工程知识点超全.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、基因工程一、基因工程的概念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 分子水平根本过程剪切 拼接 导入 表达实质原理基因重组结果改造的方向抑制远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传特性基因工程是指依据人们的愿望，进展严格的设计，并通过体外DNA 重组和转基因等技术，赐予生物以的遗传特性，从而制造出更符合人们需要的的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA 分子水平上进展设计和施工的额，因此又叫做DNA 重组技术。二、基因工程的根本工具1、限制性核酸内切酶“分子手术刀”2、DNA 连接酶“分子缝合针”3、基因进入受体细胞的载体“分子运输车”1 “

2、 分子手术刀” 限制性核酸内切酶限制酶 1 存在：主要存在于原核生物中。 2 特性：特异性，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。 3 切割部位：磷酸二酯键 4 作用：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。并且使每一条链5识别序列的特点： 6 切割后末端的种类：DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式黏性末端和 平末端。当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将 DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端。2. “分子缝合针”DNA 连接酶（

3、1） 作用：将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成 DNA 分子。（2） 类型种类E coli DNA 连接酶来源大肠杆菌T DNA 连接酶4T噬菌体4只能将双链 DNA 片段互补 缝合两种末端，但功能的黏性末端之间的磷酸二连接平末端之间的特性酯键连接起来效率较低一样点：都连接磷酸二酯键3. “分子运输车”载体(1)载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA 片段插入。具有标记基因，供重组DNA 的鉴定和选择。(2) 最常用的载体是质粒，它是一种暴露的、构造简洁的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制力气的双链环状 DNA 分子。(3) 其他载体：噬菌体的

4、衍生物、动植物病毒。(4)载体的作用:作为运载工具，将目的基因送入受体细胞。在受体细胞内对目的基因进展大量复制。【解题技巧】(1) 限制酶是一类酶，而不是一种酶。(2) 限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。(3) 在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生一样的黏性末端。(4)猎取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生 4 个黏性末端或平末端。(5) 不同 DNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都一样，同一个DNA 分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不一样。(6) 限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便

5、于进展检测。(7) 基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是 DNA 分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。(8) 基因工程中有 3 种工具，但工具酶只有 2 种。例 1限制酶 Mun和限制酶 EcoR的识别序列及切割位点分别是 CAATTG和 G AATTC。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制酶的识别位点，质粒的阴影局部表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是 A限制酶的应用特点（1） 在猎取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得一样的黏性末端。但是假设用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端一样时，在 DN

6、A 连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。（2） 为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接，可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体 ，使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端五种酶的比较作用底物作用部位形成产物限制性内切酶DNA 分子磷酸二酯键黏性末端或平末端DNA 连接酶DNA 片段磷酸二酯键重组 DNA 分子DNA 聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键子代 DNADNA 解旋酶DNA 分子碱基对间的氢键脱氧核苷酸单链RNA 聚合酶核糖核苷酸磷酸二酯键核糖核苷酸单链三、基因工程的操作步骤1、目的基因的猎取2、基因表达载体的构建3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与鉴定1、目的基因的猎

7、取 猎取目的基因的方法：（1） 直接分别法从基因文库中猎取目的基因将含有某种生物不同基因的很多DNA 短片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。包括基因组文库和cDNA 文库。直接从基因组中猎取目的基因最常用的方法是： “鸟枪法”。（2） 人工合成法化学合成法：片段较小，核苷酸序列的目的基因，直接利用DNA 合成仪用化学方法合成，不需要模板。反转录法：以 RNA 为模板，在逆转录酶作用下合成目的基因DNAcDNA。4利用 PCR 技术扩增目的基因PCR 技术：是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术。由于 PCR 过程在高温下进展， 因此

8、需要使用热稳定的DNA 聚合酶。目的：通过指数式扩增猎取大量的目的基因前提：要有一段目的基因的脱氧核苷酸序列，以便合成引物。2. 基因表达载体的构建基因工程的核心(1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。(3) 基 因 表达载体的构建过程：3. 将目的基因导入受体细胞目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的关键是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。金榜P185物种类用方法体细胞植物细胞农杆菌转化法体细胞动物细胞显微注射技术受精卵微生物细胞感受态细胞法原核细胞转 将目的基因插入到 Ti 质粒 的 T

9、 将含有目的基因的表达载体 Ca2处理细胞感受态细胞化 DNA 上农杆菌导入植物细胞 提纯取卵 (受精卵 )显微 重组表达载体与感受态细过 整合到受体细胞的染色体 DNA注射受精卵发育获得具 胞混合 感受态细胞吸取程 上表达有性状的动物DNA 分子4. 目的基因的检测与鉴定误区警示(1) 标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。(2) 受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培育)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分

10、泌)；一般不用支原体，缘由是它营寄生生活；确定不能用哺乳动物成熟的红细胞， 缘由是它无细胞核，不能合成蛋白质。(3) 基因表达载体中，启动子 (DNA 片段)起始密码子(RNA)；终止子(DNA 片段)终止密码子(RNA)。基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进展。(4) 目的基因与载体的连接方式有多种，如目的基因目的基因、目的基因载体、载体载体等。例 3.以下有关基因工程操作的表达中，正确的选项是()A A用同种限制酶切割载体与目的基因可获得一样的黏性末端 B以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列一样 C检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功 D

11、用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是由于其抗性基因便于与外源基因连接例 4 金榜 P187 T2四、基因工程的应用与蛋白质工程 1乳腺生物反响器与工程菌生产药物的比较(1)含义：乳腺生物反响器是指将外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白。工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系。(2)两者区分：比较工程乳腺生物反响器工程菌基因构造动物基因的构造与人类基 细菌或酵母菌等生物基因的构造与人因的构造根本一样类基因的构造有较大差异基因表达合成的药物蛋白与自然蛋 细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细白质一样胞器，产生的药物蛋白可能没有活性受体细胞 导入目的

12、基因的方式生产条件药物提取动物的受精卵显微注射法不需严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大从动物乳汁中提取微生物细胞感受态细胞法需严格灭菌，严格把握工程菌所需的温度、pH、养分物质浓度等外界条件从微生物细胞中提取2蛋白质工程与基因工程的比较金榜 P189区分与联系蛋白质工程基因工程预期蛋白质功能设猎取目的基因构计预期的蛋白质构造建基因表达载体过程推想应有的氨基酸将目的基因导入受序列找到相对应的体细胞目的基因脱氧核苷酸序列的检测与鉴定定向改造生物的遗传特定向改造或生产人类实质性，以获得人类所需的所需的蛋白质生物类型或生物产品可生产自然界没有的只能生产自然界已有的结果蛋白质蛋白质蛋白质工程是在基因工

13、程根底上延长出来联系的其次代基因工程基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进展修饰、改造蛋白质工程是指以蛋白质分子的构造规律及其与生物功能的关系作为根底，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进展改造，或制造一种的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。3、基因工程的应用： 金榜 P1894、基因治疗：（1） 概念：指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。（2） 方法：基因置换、基因修复、基因增补、基因失活等。如：腺苷酸脱氨酶ADA基因缺陷症的基因治疗。（3） 基因治疗的途径体外基因治疗：先从病人的体内获得某种细胞进展培育，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培育，最终重输入患

14、者体内。如腺苷酸脱氨酶基因的转移。体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。5、基因诊断（1） 概念：又称 DNA 诊断，是承受基因检测的方法来推断患者是否消灭了基因特别或携带病原体。（2） 方法：DNA 分子杂交技术。它的基因原理是：互补的DNA 单链能够在确定条件下结合成双链，即能够杂交，这种结合是特异的，即严格依据碱基互补配对的原则进展。当用一段基因 的单链作探针常用同位素、荧光分子等进展标记，与变性后的单链基因组 DNA 接触时，假设两者的碱基完成配对，互补地结合成双链，说明被测基因组DNA 中含有的基因序列。误区警示(1) 基因治疗后，缺陷基因没有转变。

15、基因治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的基因没有去除或转变。(2) 对蛋白质分子进展改造，其本质是转变其基因组成。假设对蛋白质直接改造，即使改造成功， 被改造的蛋白质分子还是无法遗传。(3) DNA 分子作探针进展检测时应检测单链，马上待测双链DNA 分子翻开。(4)青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因工程产生的。例 5以下关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是() A基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进展改造， 从而制造一种的蛋白质 B蛋白质工程是在基因工程的根底上进展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成 C当得到可以在70条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH 条件下，干扰素可以大量自我合成D基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的