1.1DNA重組技術(shù)的基本工具ppt課件

1、專(zhuān)題一專(zhuān)題一 基因工程基因工程 假如你是一位育種專(zhuān)家，你能培育出下面假如你是一位育種專(zhuān)家，你能培育出下面幾種幾種“生物嗎？請(qǐng)問(wèn)你準(zhǔn)備用什么方法？生物嗎？請(qǐng)問(wèn)你準(zhǔn)備用什么方法？ 這些定向改造基因的設(shè)這些定向改造基因的設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？想能實(shí)現(xiàn)嗎？基因工程的概念基因工程的概念基因工程培育抗蟲(chóng)棉基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程的簡(jiǎn)要過(guò)程普通棉花普通棉花( (無(wú)抗蟲(chóng)特性無(wú)抗蟲(chóng)特性) )蘇云金芽孢桿菌有抗蟲(chóng)性狀）蘇云金芽孢桿菌有抗蟲(chóng)性狀）提取提取抗蟲(chóng)基因抗蟲(chóng)基因棉花細(xì)胞棉花細(xì)胞( (含抗蟲(chóng)基因含抗蟲(chóng)基因) )棉花植株棉花植株( (有抗蟲(chóng)特性有抗蟲(chóng)特性) )重組重組DNADNA導(dǎo)入導(dǎo)入構(gòu)成構(gòu)成解決培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵

2、步驟需要哪些工具？解決培育抗蟲(chóng)棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？1.1 DNA1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具剪刀剪刀針線針線運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸車(chē) 1、簡(jiǎn)稱(chēng)： 2、分布： 主要在原核生物中主要在原核生物中 原核生物易受自然界外源原核生物易受自然界外源DNADNA的入侵，的入侵，但生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善但生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNADNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNADNA切割掉，切割掉，以保

3、證自身的安全。所以，限制酶在原核生以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源物中主要起到切割外源DNADNA、使之失效，從、使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。而達(dá)到保護(hù)自身的目的。思考與探究思考與探究 P7 P72 2、為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的、為什么限制酶不剪切細(xì)菌本身的DNADNA？ 通過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，含有某種限通過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，含有某種限制酶的細(xì)胞，其制酶的細(xì)胞，其DNADNA分子中或者不具分子中或者不具備這種限制酶的識(shí)別切割序列，或者備這種限制酶的識(shí)別切割序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到所識(shí)別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開(kāi)。列的堿基

4、上，使限制酶不能將其切開(kāi)。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶也不會(huì)使自身的不會(huì)使自身的DNADNA被切斷，并且可以被切斷，并且可以防止外源防止外源DNADNA的入侵。的入侵。 限制酶所識(shí)別的序列的特點(diǎn)限制酶所識(shí)別的序列的特點(diǎn) 中心軸線兩側(cè)的雙鏈中心軸線兩側(cè)的雙鏈DNADNA上的堿基是上的堿基是反向?qū)ΨQ(chēng)重復(fù)排列的。反向?qū)ΨQ(chēng)重復(fù)排列的。3 3、限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)、限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn) 能識(shí)別特定核苷酸序列；能識(shí)別特定核苷酸序列；（專(zhuān)一性）（專(zhuān)一性）3 3、限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)：、限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)：從特定部位的兩從特定部位的兩個(gè)核苷酸之間切開(kāi)

5、。個(gè)核苷酸之間切開(kāi)。（切點(diǎn)：磷酸二酯鍵）（切點(diǎn)：磷酸二酯鍵） T1234512345 A（專(zhuān)一性）（專(zhuān)一性）黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端 大腸桿菌大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶的一種限制酶EcoR能能識(shí)別識(shí)別GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之間切開(kāi)。之間切開(kāi)。限制酶限制酶SmaSma能識(shí)別能識(shí)別GGGCCCGGGCCC序列，并在序列，并在G G和和C C之間切開(kāi)。之間切開(kāi)。1 1、分類(lèi)、分類(lèi)E.Coli DNAE.Coli DNA連接酶連接酶T4DNAT4DNA連接酶連接酶2 2、作用：、作用： 將雙鏈將雙鏈DNADNA片段片段“縫合起來(lái)，恢復(fù)被限制縫合起來(lái)，恢復(fù)被限制酶切開(kāi)

6、了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。酶切開(kāi)了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。二、二、“分子縫合針?lè)肿涌p合針” DNA” DNA連接酶連接酶 可把黏性末端之間的縫隙可把黏性末端之間的縫隙“縫合起來(lái)，縫合起來(lái)，Ecoli DNA連接酶或連接酶或T4DNA連接酶連接酶即恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵即恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵作用部位：作用部位：T4 DNA連接酶還可把平末端之間的縫隙連接酶還可把平末端之間的縫隙“縫合縫合起來(lái)，但效率較低起來(lái)，但效率較低DNADNA連接酶連接酶 DNADNA連接酶與連接酶與DNADNA聚合酶是一回事嗎聚合酶是一回事嗎? ?為什么為什么? ?

7、AG T AC T A A T DNADNA母鏈母鏈DNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶TTAG A TA TCCGACGGTTTAA1)1)只能將單個(gè)核苷酸連只能將單個(gè)核苷酸連接到已有的核酸片段上，接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵1)1)在兩個(gè)在兩個(gè)DNADNA片段之片段之間形成磷酸二酯鍵間形成磷酸二酯鍵2)2)以一條以一條DNADNA鏈為模板，鏈為模板，將單個(gè)核苷酸通過(guò)磷酸將單個(gè)核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接成一條互補(bǔ)二酯鍵連接成一條互補(bǔ)的的DNADNA鏈鏈2)2)能將能將DNADNA雙鏈上的雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來(lái)，不需要

8、模板起來(lái)，不需要模板三、三、“分子運(yùn)輸車(chē)分子運(yùn)輸車(chē)” ” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體體載體需要的條件：載體需要的條件：有有11多個(gè)限制酶切點(diǎn)多個(gè)限制酶切點(diǎn)對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害導(dǎo)入基因能在受體細(xì)胞中復(fù)制、表達(dá)導(dǎo)入基因能在受體細(xì)胞中復(fù)制、表達(dá)有某些標(biāo)記基因，便于篩選有某些標(biāo)記基因，便于篩選常用運(yùn)載體：常用運(yùn)載體： 質(zhì)粒質(zhì)粒 動(dòng)植物病毒動(dòng)植物病毒 （3 3噬菌體的衍生物噬菌體的衍生物 假如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不能復(fù)制或不能轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)基因生物能有預(yù)想的效果嗎？作為分子運(yùn)輸車(chē)載體，如果沒(méi)有切割位點(diǎn)將會(huì)怎樣？霍亂菌的質(zhì)粒多個(gè)限制酶切點(diǎn)，你會(huì)用它來(lái)做分子運(yùn)輸車(chē)嗎？目的基因有沒(méi)有進(jìn)入受體細(xì)胞，如何去發(fā)現(xiàn)？ （最常用）（最常用） 實(shí)際上自然存在的質(zhì)粒實(shí)際上自然存在的質(zhì)粒DNADNA分子并不完全具備上述分子并不完全具備上述條件，都要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。條件，都要進(jìn)行人工改造后才能用于基因工程操作。 1.限制酶在限制酶在DNA的任何部位都能將的任何部位都能將DNA切開(kāi)嗎？以切開(kāi)嗎？以下是四種不同限制酶切割形成的下是四種不同限制酶切割形成的DNA片段片段:你是否能用你是否能用DNA連接酶將它們連接起來(lái)？連接酶將它們連接起來(lái)？ CTGCA G ACTG CG GC G CTTAA G ACGTC GC