基因工程复习提纲-完善

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1、复习提纲1．什么是基因？基因：DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。2．基因工程的诞生基因工程诞生于1973年。1973－1974年，美国科学家科恩等以大肠杆菌为材料，成功地进行了三次基因工程试验。试验结果证明，用基因工程可以打破不同物种间在亿万年中形成的天然屏障，任何不同种类生物的基因都有可能通过基因工程技术而组合到一起。人类进入了激动人心的基因工程时代。3．基因工程的定义及三大基本元件。定义：基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指

2、的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。三大基本元件：限制性核酸内切酶（restrictionenzymes）/DNA连接酶（ligase）/基因工程载体（vector）4．基因工程的研究内容(1)从生物有机体复杂的基因组中，分离出带有目的基因的DNA片段；(2)在体外，将带有目的基因的DNA片段连接到能够自我复制并具有选择标记的载体分子上，形成重组DNA分子;(3)将重组DNA分子引入（转）到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞);

3、(4)从大量的细胞繁殖菌落中，筛选出具有重组DNA分子的细胞克隆;(5)将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出所需要的物质。5．基因工程的技术准备及技术支撑。技术准备技术支撑：核酸凝胶电泳技术核酸分子连接技术/细菌转化技术/DNA序列分析技术/寡核苷酸合成技术/基因定点突变技术/聚合酶链式反应（PCR）技术5．基因工程的基本用途分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源大规模生产生物活性物质设计、构建生物的新性状甚至新物种基因工程在农业生产中的应用1.提高植物的光合作用效率2.提

4、高豆科植物的固氮效率3.转基因植物4.转基因动物基因工程在工业中的应用1.纤维素的开发利用2.酿酒工业基因工程在医药上的应用1.用转基因植物或动物生产药物2.用微生物生产药物3.设计高效高特异性的生物制剂4.研制疫苗5.基因诊断6.法医鉴定7.基因治疗基因工程在环境保护中的应用1.检测水污染2.生物降解7．核酸酶的分类1）根据核酸底物分RNA酶（Rnase）/DNA酶（Dnase）/底物非专一性核酸酶；2）根据作用方式分内切核酸酶（endonuclease）/外切核酸酶（exonuclease）；3)根据对底物碱基专一性

5、分碱基专一性核酸酶（切割部位的碱基序列高度专一性）非碱基专一性核酸酶（切割部位的碱基序列随机性）8．细菌中的防卫系统：限制与修饰现象。（1）细菌在其感受态的生理条件下，很容易吸收外源DNA进入体内。这种感受态可以是人为的，也可以是在自然条件下发生的。如果细菌不加限制地接受所有的外源DNA，细菌本身就会很快发生遗传变异甚至死亡。（2）限制性核酸内切酶：可以帮助细菌限制外来DNA的入侵（3）甲基化酶：对该特异位点的碱基进行甲基化修饰，被修饰的DNA就不再被相应的限制酶切割了。（4）细菌自身的DNA——受到甲基化修饰，得以保存

6、。（5）外源入侵的DNA——未来得及甲基化，被降解。9．作为分子克隆宿主菌的大肠杆菌（如DH5α）的必须条件（1）rec基因缺陷型的突变体，保证必须不与外来DNA分子发生遗传重组；（2）限制系统缺陷或限制与修饰系统均缺陷的菌株，保证外来DNA分子不会受其限制酶的降解。10．限制性核酸内切酶（1）最重要的是哪一类？II型（2）命名（3）II型限制性内切酶的基本特征1.识别双链DNA分子中4-8对碱基的特定序列2.大部分酶的切割位点在识别序列内部或两侧3.识别切割序列呈典型的旋转对称型回文结构4.某些限制酶在非标准反应条件下

7、，可能导致酶的识别序列特异性发生改变（4）回文结构序列正读和反读是一样的，即有一个中心对称轴，从这个轴朝两个方向读序列是完全一样的。（5）限制性内切酶形成的末端结构粘末端：两条链上的断裂位置是交错和对称围绕着一个对称轴排列，这种形式的断裂结果形成具有粘末端的DNA片段；平末端：两条链上的断裂位置是处在一个对称轴的中心，这样形式的断裂是形成具有平末端的DNA片段。（6）Staractivity一些限制性内切酶在某些反应条件变化时酶的专一性发生改变，如甘油浓度过高、反应液离子强度过低、pH改变、有机溶剂的影响等条件，酶切割位

8、点专一性发生改变。（7）同裂酶：一类来源不同，但识别靶序列相同，切割位点可以相同也可以不同的酶。（8）同尾酶：一类来源不同，识别靶序列不同，但是都产生相同的粘性末端的酶。（9）同位酶：一类识别靶序列相同，但切割位置不同的酶。（10）限制酶的识别序列与DNA的来源无关，不带有种的特征，对各种DNA都普遍适用；（11）在