dna技术与人类基因组

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1、高考资源网（www.ks5u.com），您身边的高考专家高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座专题九DNA技术与人类基因组【竞赛要求】1．DNA操作的工具2．质粒是基因的载体3．内切酶与连接酶4．基因克隆5．反转录6．DNA探针7．PCR技术8．人类基因组9．DNA技术的应用10．DNA技术带来的危害与伦理问题【知识梳理】一、基因工程概述基因工程：是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来

2、，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。这个定义表明，基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量

3、的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。二、细胞是DNA操作必不可少的工具（一）质粒是基因的载体基因载体或称克隆载体。这是为“携带”感兴趣的外源DNA、实现外源DNA的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。其中，为使插入的外源DNA序列可转录、进而翻译成多肽链而设计的克隆载体又称表达载体。可充当克隆载体的DNA分子有质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA。细菌质粒是独立于细菌拟核中DNA分子的自主复制的环状双链DNA分子，是基因工程最常用的运载体。最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。大肠杆菌的质粒中

4、常含有抗药基因，如抗四环素的标记基因。细菌质粒的大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一左右。质粒能够“友好”地“借居”在宿主细胞中。一般来说，质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性的作用。但是，质粒的复制则只能在宿主细胞内完成。土壤农杆菌的质粒常用于培育转基因植物。13欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com高考资源网（www.ks5u.com），您身边的高考专家（二）工具酶1．限制性内切酶：识别特异序列，切割DNA2．DNA连接酶：催化DNA中相邻的5′磷酸基与3′羟基间形成磷酸二酯键，使DNA切口封合，连接DNA片段3．D

5、NA聚合酶Ⅰ：（1）合成双链cDNA中第二条链（2）缺口平移制做探针（3）DNA序列分析（4）填补3′末端4．Taq酶:催化PCR反应，聚合DNA5．反转录酶:a.合成cDNA。b.替代DNA聚合酶Ⅰ进行填补，标记或DNA序列分析6．多聚核苷酸激酶:催化DNA5′羟基末端磷酸化，或标记探针7．碱性磷酸酶:切除DNA5′末端磷酸基8．末端转移酶:在3′羟基末端进行同系多聚核苷酸加尾9．DNA酶:切割DNA10．RNA酶:切割RNA在所有工具酶中，限制性核酸内切酶具有特别重要的意义。所谓限制性核酸内切酶就是识别DNA的特异序列，并在识别点

6、或其周围切割双链DNA的一类内切酶。根据酶的组成，所需因子及裂解DNA方式的不同，可将限制性核酸内切酶分为三类。重组DNA技术中常用的限制性核酸内切酶为Ⅱ类酶，大部分Ⅱ类酶识别DNA位点的核苷酸序列呈二元旋转对称，通常称这种特殊的结构顺序为回文结构。　　下面小结限制性内切酶　　Ⅰ类　　需Mg2+、SAM及ATP　　识别位点复杂，特异性差，切割位点距识别点远。　　Ⅱ类　　仅需Mg2+　　识别切割特异性强，切割发生在识别位点。　　Ⅲ类　　需Mg2+及ATP　　切割位点在识别位点周围，酶活性不单一。（三）基因克隆1．概念：DNA克隆就是应用酶学的

7、方法，在体外将各种来源的遗传物质与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子，继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因转化子细胞，再进行扩增、提取获得大量同一DNA分子，即DNA克隆又称重组DNA。2．重组DNA的基本原理　　一个完整的DNA克隆过程应包括：①目的基因的获取，②基因载体的选择与构建，③目的基因与载体的拼接，④重组DNA分子导入受体细胞，⑤筛选并无性繁殖含重组分子的受体细胞（转化子）。　（1）目的基因的获取　　目前获取目的基因大致有如下几种途径或来源。　　a．化学合成法：如果已知某基因的核苷酸序列，或根据某

8、种基因产物的氨基酸序列推导出该多肽编码基因的核苷酸序列，再利用DNA合成仪通过化学合成原理合成目的基因。　　b．基因组DNA：采用物理方法(剪切或超声波)或限制性内切酶将染色体D