从原核到真核基因工程

《从原核到真核基因工程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七讲基因表达调节与产物纯化第一节基本概念与原理第二节原核基因表达调控第三节真核基因表达调控第四节外源基因表达产物的分离纯化基因工程原理纲要第一讲基因工程概论第二讲基因工程的主要技术第三讲基因工程的酶学基础第四讲基因克隆的载体与受体第五讲目的基因的分离与克隆第六讲克隆基因的检测与鉴定第七讲基因表达调节与产物纯化第八讲从原核到真核基因工程第八讲从原核到真核基因工程第一节大肠杆菌基因工程第二节酵母与昆虫基因工程第三节高等植物基因工程第四节哺乳动物基因工程四、基因工程菌的遗传不稳定性及其对策第一节大肠杆菌基因工程三、大肠杆菌基因工程菌的构建策略二、外源基因在大肠杆菌中高效表达的原理一、大肠杆菌作为

2、表达外源基因受体菌的特征五、利用重组大肠杆菌生产人胰岛素一、大肠杆菌作为表达外源基因受体菌的特征第一节大肠杆菌基因工程大肠杆菌表达外源基因的优势全基因组测序，共有4405个开放型阅读框架基因克隆表达系统成熟完善繁殖迅速、培养简单、操作方便、遗传稳定被美国FDA批准为安全的基因工程受体生物一、大肠杆菌作为表达外源基因受体菌的特征第一节大肠杆菌基因工程大肠杆菌表达外源基因的劣势缺乏对真核生物蛋白质的复性功能缺乏对真核生物蛋白质的修饰加工系统内源性蛋白酶降解空间构象不正确的异源蛋白细胞周质内含有种类繁多的内毒素二、外源基因在大肠杆菌中高效表达的原理第一节大肠杆菌基因工程启动子终止子核糖体结合位点密

3、码子质粒拷贝数启动子启动子最佳距离的探测目的基因EEAEE启动子A酶切开Bal31酶解目的基因启动子启动子的筛选AprorigalKpKO1终止密码子采用鸟枪法战略，将合适大小的DNA片段克隆到启动子探针质粒pKO1上受体细胞染色体DNA上的galE、galT与质粒上报告基因galk的表达产物联合作用，可将培养基中的半乳糖酵解成红色素物质转化galE+、galT+、galK-的大肠杆菌受体菌株含有外源启动子活性的重组克隆启动子启动子的构建-35区序列-10区序列PlLPrecAPtrpPlacPtraAPtac启动子TTGACAGATACTTTGATATATAATTTGACATTAACTTA

4、GACATAATGTTTTACATATAATTTGACATATAATPtac=3Ptrp=11Plac启动子启动子的可控性P乳糖启动子Plac的可控性：OPO高效转录阻遏蛋白诱导乳糖异丙基-b-D-硫代半乳糖苷（IPTG）野生型的Plac与其控制区Olac偶联在一起，在没有诱导物存在时，整个操纵子处于基基底水平转录底水平表达；诱导物可以使启动子Plac介导的转录大幅提高启动子启动子的可控性Plac乳糖启动子Plac的可控性：OPlacO高效转录葡萄糖代谢野生型的Plac上游附近拥有代谢激活因子（CAP）结合区，cAMP激活CAP，CAP基底水平转录结合启动子控制区，进而促进Plac介导的转录

5、。葡萄糖代谢使cAMP减少，也能阻遏Plac介导的转录。因此，基因工程中使用的乳糖启动子均为抗葡萄糖代谢阻遏的突变型，即PlacUV5CAPcAMPcAMP浓度降低PlacUV5O高效转录启动子启动子的可控性Ptrp色氨酸启动子Ptrp的可控性：Otrp除去色氨酸色氨酸启动子Ptrp受色氨酸-阻遏蛋白复合物的阻遏，转录呈基底状态。在培养系统中去除色氨酸基底水平转录或者加入3-吲哚丙烯酸（IAA），便可有效地解除阻遏抑制作用。在正常的细菌培养体系中，除去色氨酸是困难的，因此基因工程中往往添加IAA诱导Ptrp介导的目基因的表达色氨酸或加3-吲哚丙烯酸高效转录阻遏蛋白（IAA）OtrpPtrp高

6、效转录OtrpPtrp启动子启动子的可控性l噬菌体启动子PlL的可控性：噬菌体启动子PL受CI阻遏蛋白阻遏，很难直接诱导控制。在基因工程中常使用温度敏感型的cI突变基因cI857控制PL。cI857阻遏蛋在42℃时失活脱落，PL便可介导目的基因的表达。但在大型细菌培养罐中迅速升温非常困难，因此常使用一个双质粒控制系统，用色氨酸间接控制目的基因表达PtrpABcI857PL目的基因阻遏作用PtrpABPL表达色氨酸终止子强化转录终止的必要性外源基因在强启动子的控制下表达，容易发生转录过头现象，即RNA聚合酶滑过终止子结构继续转录质粒上邻近的DNA序列，形成长短不一的mRNA混合物过长转录物的产

7、生在很大程度上会影响外源基因的表达，其原因如下：转录产物越长，RNA聚合酶转录一分子mRNA所需的时间就相应增加，外源基因本身的转录效率下降；如果外源基因下游紧接有载体上的其它重要基因或DNA功能区域，如选择性标记基因和复制子结构等，则RNA聚合酶在此处的转录可能干扰质粒的复制及其它生物功能，甚至导致重组质粒的不稳定性；过长的mRNA往往会产生大量无用的蛋白质，增加工程菌无谓的能量消耗；更为严重的是，过长的转