基因工程及其在食品科学中的应

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1、第二章基因工程及其在食品科学中的应用基因工程基础基因工程研究方法基因工程在食品科学中的应用第一节基因工程基础一、基因工程的定义、意义及研究内容（一）基因工程的定义geneengineeringgeneticengineeringrecombinantDNAtechniqueMolecularcloning（二）基因工程的意义基因工程是现代生物工程的主体核心技术。基因工程的最大特点是可打破生物种属界限，进行生物种(属、科、目、纲、门、界)内外基因的重组、遗传信息的转移。遗传病、心脑血管病、糖尿病、癌症过度肥胖综合症、老年痴呆症、骨质疏松症（三）基因工程的研究内容制备目的

2、基因构建重组DNA获得转化体筛选出重组转化体阳性克隆筛目的基因在受体生物细胞中高效表达隆二、基因工程的工具酶基因工程的关键技术之一就是先将目的基因DNA从供体生物体中分离出来，再与合适载体DNA连接重组等，这些分子操作涉及多种不同的酶。主要包括：限制性内切核酸酶DNA甲基化酶、DNA聚合酶依赖于DNA的RNA聚合酶连接酶激酶磷酸酶核酸酶（一）限制性内切核酸酶与DNA甲基化酶1、定义restrictionendonuclease：指一类能够识别和切割双链DNA分子内核苷酸序列的内切核酸酶DNAmethylase：是指一类能够识别DNA特定序列，并在其特定碱基的特定位置上

3、引入甲基而发生修饰作用的酶2、限制性酶（甲基化酶）的命名和分类(1)限制酶(甲基化酶)的命名其命名主要是参照H．O．Smith和D.Nathans提出的待命名酶的供体微生物的属名与种名相结合的原则进行的，具体如下：①以属名的第一个字母(大写)和种名的最前两个字母(小写)组成的三字母符号为其基本形式如：来源于大肠杆菌(Escherichiacoli)的酶用Eco表示；来源于流感嗜血菌(Haemophilusinfluenzae)的用Hin表示②当同属不同种的两种微生物的种名前两个字母完全相同时，则来自后一种微生物的酶的符号改用其种名词头前缀后第一个字母(小写)代替上述三

4、字母符号中的最后一个字母如：来自Haemophilusparainfluenzae(副流感嗜血杆菌)的用Hpa表示，．而来自同一属的Haemophilusparahaemolyticus(副溶血嗜血杆菌)的则用Hph表示。③当微生物具有特殊名称时，则将代表该特殊名称的符号置于上述三字母符号之后如：来自Haemophilusinfluenzae的Rd株的用Hind表示；来自Haemophilusinfluenzae的Rf型的用Hinf表示。④当不止一种限制酶(甲基化酶)分离纯化自同一微生物株系时，则依其被分离的先后顺序以罗马数字(大写)置于上述命名符号之后如：来自Hae

5、mophilusaegytius的三种酶分别用HaeI、HaeⅡ和HaeⅢ表示；来自Haemophilusinfluenzae的Rd株的三种酶分别用HindI、HindⅡ和HindⅢ表示。⑤为了区别起见，在上述命名名称之前加R．表示限制酶类；在上述命名名称之前加M．表示甲基化酶类如：来自Haemophilusinfluenzae的Rd株的第三种限制性内切核酸酶为R.HindⅢ，其相应的DNA甲基化酶则为M.HindⅢ。大鼠生长激素基因转入小鼠(2)限制酶的分类根据酶的性质，可将限制酶分为三个类型:I型:三种不同亚基组成；辅助因子为ATP、Mg2+及S-腺苷甲硫氨酸其切

6、割位点距其识别位点至少1000bp；且切割作用是随机的Ⅱ型:两个相同亚基组成；辅助因子仅为Mg2+；其识别位点常具旋转对称性；其切割位点与其识别位点重叠或在其附近；且切割作用特异性强Ⅲ型:两种不同亚基组成；辅助因子为ATP和Mg2+，也受S-腺苷甲硫氨酸激活，但并非必需；其切割位点一般在距其识别位点3’端24～26bp处PstI5’-CTGCA↓G-3’3’-G↑ACGTC-5’HpaI5’-GTT↓AAC-3’3’-CAA↑TTG-5’限制性内切酶的旋转对称性需要指出的是，I型和Ⅲ型限制性内切核酸酶均兼具限制酶活性和甲基化酶活性；而对Ⅱ型限制性内切核酸酶而言，其只具

7、限制酶活性，与其相应的DNA甲基化酶才具甲基化酶活性。Ⅱ型限制性内切核酸酶及其相应的DNA甲基化酶对DNA有相同的识别序列。(3)Ⅱ型限制性内切核酸酶的基本特性①识别序列与切割位点Ⅱ型限制性内切核酸酶可识别长度为4～7bp的双链DNA特定序列，该识别序列(识别位点)常呈旋转对称性②切割方式平齐末端、5’—磷酸端2～5个核苷酸突出单链黏性末端、3’-羟基端2～5个核苷酸突出单链黏性末端5´3´3´5´●●●●●●●●●●●●●5´3´3´5´5´突出——3´突出——平端——5´3´3´5´Ⅱ型限制性内切核酸酶切割方式③同裂酶与同尾酶isoschizom