基因工程—獲取目的基因教學(xué)教材

1、基因工程獲取目的基因一、目的基因的獲取一、目的基因的獲取( (一一) )、目的基因主要是、目的基因主要是_編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因（二）、獲取目的基因的常用方法有哪些（二）、獲取目的基因的常用方法有哪些? ?1 1、從基因文庫(kù)中獲取、從基因文庫(kù)中獲取2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增技術(shù)擴(kuò)增3 3、人工合成、人工合成依據(jù)：目的基因的有關(guān)信息。依據(jù)：目的基因的有關(guān)信息。如：根據(jù)基因的核苷酸序列如：根據(jù)基因的核苷酸序列 基因的功能基因的功能 基因在染色體上的位置基因在染色體上的位置 基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNAmRNA 基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性等特性從

2、基因文庫(kù)中得到目的基因的方法從基因文庫(kù)中得到目的基因的方法2 2、利用、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因技術(shù)擴(kuò)增目的基因參與的組分參與的組分在在DNA復(fù)制中的作用復(fù)制中的作用解旋酶解旋酶打開(kāi)打開(kāi)DNA雙鏈雙鏈DNA母鏈母鏈提供提供DNA復(fù)制的模板復(fù)制的模板4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸合成子鏈的原料合成子鏈的原料DNA聚合酶聚合酶催化合成催化合成DNA子鏈子鏈引物引物使使DNA聚合酶能夠從引物的聚合酶能夠從引物的3端開(kāi)始連接脫氧核苷酸端開(kāi)始連接脫氧核苷酸生物體內(nèi)生物體內(nèi)DNA分子復(fù)制的條件分子復(fù)制的條件DNADNA聚合酶的特性聚合酶的特性 DNA DNA聚合酶不能從頭開(kāi)始合聚合酶不能從頭開(kāi)始合成成DNA

3、DNA，而只能從，而只能從3 3端延伸端延伸DNADNA鏈。鏈。因此，因此，DNADNA復(fù)制需要引物。復(fù)制需要引物。小資料：小資料：引物是一小段引物是一小段DNA或或RNA，它能與，它能與DNA母鏈的一段母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)。用于堿基序列互補(bǔ)配對(duì)。用于PCR的的引物長(zhǎng)度通常為引物長(zhǎng)度通常為2030個(gè)核苷酸。個(gè)核苷酸。ATGCATGC5，端含磷酸基團(tuán)端含磷酸基團(tuán)3，端含羥基端含羥基3，端端5，端端355DNA的復(fù)制方向的復(fù)制方向DNADNA 分子的熱變性原理分子的熱變性原理DNA雙鏈雙鏈單鏈單鏈變性（加熱變性（加熱80-100）復(fù)性（緩慢冷卻）復(fù)性（緩慢冷卻）變性的目的：變性的目的：復(fù)性的

4、目的：復(fù)性的目的：解開(kāi)雙鏈解開(kāi)雙鏈有利于引物與兩條單鏈結(jié)合有利于引物與兩條單鏈結(jié)合 在在80100 80100 的溫度范圍內(nèi)，的溫度范圍內(nèi)，DNADNA的雙螺旋的雙螺旋結(jié)構(gòu)將解體，雙鏈分開(kāi)，這個(gè)過(guò)程稱為結(jié)構(gòu)將解體，雙鏈分開(kāi)，這個(gè)過(guò)程稱為變性變性 PCR原理原理 高溫解決了打開(kāi)雙鏈的問(wèn)題，但是，高溫解決了打開(kāi)雙鏈的問(wèn)題，但是，又導(dǎo)致又導(dǎo)致DNADNA聚合酶失活的問(wèn)題，耐高溫聚合酶失活的問(wèn)題，耐高溫的的Taq DNATaq DNA聚合酶聚合酶解決了高溫導(dǎo)致解決了高溫導(dǎo)致DNADNA聚合酶失活的問(wèn)題，促成了聚合酶失活的問(wèn)題，促成了PCRPCR技術(shù)的技術(shù)的自動(dòng)化。自動(dòng)化。PCR PCR 反應(yīng)的條件反應(yīng)

5、的條件DNADNA模板；模板；分別與兩條模板鏈相結(jié)合的分別與兩條模板鏈相結(jié)合的兩種兩種引物引物（引物（引物和引物和引物）；）；四種脫氧核苷酸；四種脫氧核苷酸；耐高溫的聚合酶；耐高溫的聚合酶；控制溫度，但不需解旋酶；控制溫度，但不需解旋酶；需要在一定的緩沖液中進(jìn)行。需要在一定的緩沖液中進(jìn)行。1 1、PCRPCR的反應(yīng)步驟的反應(yīng)步驟 PCRPCR一般經(jīng)歷三十多次循環(huán)一般經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)每次循環(huán)可以分為三個(gè)步驟可以分為三個(gè)步驟變性、復(fù)性和延伸。變性、復(fù)性和延伸。 循環(huán)之前的一次預(yù)變性，以便增加大分循環(huán)之前的一次預(yù)變性，以便增加大分子模板子模板DNADNA徹底變性的概率。徹底變性的概率。PCRPCR的反應(yīng)過(guò)的反應(yīng)過(guò)程程950C變性550C復(fù)性720C延伸 DNA DNA聚合酶只能特異性地聚合酶只能特異性地復(fù)制處于兩個(gè)引復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的物之間的DNADNA序列序列，使這段固定長(zhǎng)度的序列呈，使這段固定長(zhǎng)度的序列呈指數(shù)指數(shù)擴(kuò)增。擴(kuò)增。從第二輪循環(huán)開(kāi)始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作從第二輪循環(huán)開(kāi)始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也作為模板參與反應(yīng)，并且由引物為模板參與反應(yīng)，并且由引物延伸而成的延伸而成的DNADNA單鏈會(huì)與引物單鏈會(huì)與引物結(jié)合，進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行DNADNA的延伸的延伸2 2、