DNA重組技術的基本工具解讀

會計學1DNA重組技術的基本工具解讀

胰島素是治療糖尿病的特效藥,長期以來只能從豬、牛等動物的胰腺中提取，產量低成本高。而微生物生長迅速，容易控制。于是科學家設想，若能將人的胰島素基因導入微生物體內，并得以表達，就不僅能解決產量問題，還能大大降低生產成本，使藥品價格大幅下降。設想二

能否讓微生物產生出人的胰島素等珍貴藥物？第1頁/共35頁

這些定向改造基因的設想能實現(xiàn)嗎？

經(jīng)過多年的努力，科學家終于在20世紀70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術

——基因工程第2頁/共35頁基因工程的概念基因工程：指按照人們的愿望,進行嚴格的設計并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，因此又叫作DNA重組技術或基因拼接技術。第3頁/共35頁基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質結果基因拼接技術或DNA重組技術生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產物剪切→拼接→導入→表達基因重組基因工程的概念第4頁/共35頁基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：抗蟲棉的培育有哪些關鍵步驟？蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因普通棉花(無抗蟲特性)棉花細胞(含抗蟲基因)與運載體DNA拼接，導入棉花植株(有抗蟲特性)表達解決培育抗蟲棉的關鍵步驟需要哪些工具？第5頁/共35頁DNA重組技術的基本工具本節(jié)知識內容§1DNA重組技術的基本工具專題一基因工程“分子手術刀”──限制酶

“分子縫合針”──DNA連接酶

“分子運輸車”

──基因進入受體細胞的載體

第6頁/共35頁思考在自然界中有一些生物的DNA可能進入另一種生物的細胞中。我們有沒有學過相關的實例？

那么這類生物為什么沒有在長期的進化過程中被外源DNA的入侵而滅絕，它們有何保護機制？限制酶切割外源DNA,使之失效，從而達到保護自身的目的！第7頁/共35頁識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。主要是原核生物4000種。1、來源：2、種類：3、作用：4、結果：形成兩種末端一、“分子手術刀”——限制性核酸內切酶黏性末端平末端第8頁/共35頁ATGCATGC限制酶切割磷酸二酯鍵第9頁/共35頁限制性內切酶作用過程點擊播放第10頁/共35頁什么叫黏性末端？當限制酶從識別序列的中心軸線兩側切開時，被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。第11頁/共35頁什么叫平末端？

當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。第12頁/共35頁

大腸桿菌的一種限制酶（EcoRⅠ)能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開形成黏性末端。SmaⅠ能識別CCCGGG序列，并在C和G之間切割形成平末端。第13頁/共35頁模擬操作課本6頁第14頁/共35頁基因的針線：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G用同種限制酶切割第15頁/共35頁ATGCATGC連接酶連接磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過程：二、分子縫合針——DNA連接酶第16頁/共35頁T磷酸二酯鍵1234512345A第17頁/共35頁作用部位：是磷酸二酯鍵（扶手）不是氫鍵（梯子）

DNA連接酶將兩條DNA鏈連接起來的酶。第18頁/共35頁連接黏性末端連接黏性末端和平末端分類作用E.coliDNA連接酶連接酶種類：T4DNA連接酶第19頁/共35頁DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同點和不同點？DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈連接部位雙鏈在兩DNA片斷之間形成磷酸二脂鍵單鏈將單個核苷酸加到已存在的核酸片斷3’末端形成磷酸二脂鍵第20頁/共35頁核苷酸分子的連接：ATGCATGCDNA聚合酶連接單鏈DNA把單個脫氧核苷酸連接到DNA片段上第21頁/共35頁三、分子運輸車——基因進入受體細胞的載體要讓一個從甲生物細胞內取出來的基因在乙生物體內進行表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內去！能將外源基因送入受體細胞的工具就是載體?；蚬こ痰妮d體被喻為：分子運輸車基因工程的載體來源：作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢？質粒、噬菌體、動植物病毒第22頁/共35頁議一議2、能否用SARS病毒作為基因載體？3、作為載體，若沒有切割位點將怎樣？4、攜帶目的基因的載體是否進入了受體細胞，如何鑒定？5、假如目的基因導入受體細胞后不能復制，將怎樣？1、從化學組成來看，載體應含有什么成分？雙鏈DNA不能不能進行DNA的重組載體上應有標記基因可能造成基因丟失第23頁/共35頁作為載體的必要條件1.能自我復制能進入受體生物細胞并在受體生物細胞內復制并表達；2.有一個至多個限制酶切位點能與目的基因結合3.有遺傳標記基因便于觀察4.對受體細胞無害、易分離安全、比較容易得到第24頁/共35頁認識常用的載體——質粒

質粒是基因工程常用的載體，一種裸露的、結構簡單、獨立于染色體或細菌擬核之外，能自我復制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子，對宿主細胞沒有影響，主要存在于細菌和酵母菌體內。其中最常用的是大腸桿菌質粒。第25頁/共35頁1、能自我復制2、具有一個或多個限制酶切點3、具有遺傳標記基因4、對受體細胞無害、易分離5、大小適合，便于操作質粒作為運載體的條件？在進行基因工程操作中,真正被用作載體的質粒都是在天然質粒的基礎上進行過人工改造的第26頁/共35頁課本知識回顧

基因工程又叫做

或

。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種

提取出來，加以

，

然后放到另一種生物的細胞里，

改造生物的遺傳性狀?；蚱唇蛹夹gDNA重組技術基因修飾改造定向地第27頁/共35頁DNA重組技術的基本工具“分子手術刀”──“分子縫合針”──“分子運輸車”──限制（性核酸內切）酶DNA連接酶基因進入受體細胞的載體第28頁/共35頁限制性核酸內切酶主要是從的一種酶。識別雙鏈DNA分子的某種，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的斷開。形成兩種末端原核生物中分離純化出來特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵粘性末端平末端第29頁/共35頁“分子縫合針”——DNA連接酶1、種類：2、作用部位：兩類連接黏性末端E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶磷酸二酯鍵連接黏性末端和平末端第30頁/共35頁基因進入受體細胞的載體通常有三種:作為載體的條件：在進行基因工程操作中,真正被用作載體的質粒都是在

質粒λ噬菌體衍生物動植物病毒天然質粒人工改造的能自我復制；有切割位點；有遺傳標記基因；對受體細胞無害、易分離基礎上進行過第31頁/共35頁練習在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同種限制酶B.兩種限制酶同種連接酶D.兩種連接酶第32頁/共35頁不屬于質粒被選為基因運載體的理由是

A、能復制（）

B、有多個限制酶切點

C、具有標記基因

D、它是環(huán)狀DNA