《基因工程的概念》PPT课件

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1、Chapter15RecombinantDNAandGeneticEngineering基础理论和技术的发展催生了基因工程15.1基因工程的概念一、基因工程的概念：利用DNA体外重组或PCR扩增技术从某种生物基因组中分离感兴趣的基因，或是用人工合成的方法获取基因，然后经过一系列切割，加工修饰，连接反应形成重组DNA分子，再将其转入适当的受体细胞，以期获得基因表达的过程.基因工程(geneengineering)常和以下名称混用遗传工程(geneticengineering);基因克隆(genecloning);分子克隆(mo

2、lecularcloning);基因操作(genemanipulation);重组DNA技术(recombinationDNAtechnique)克隆(clone):作名词时指含有某目的DNA片段的重组DNA分子或含有该重组分子的无性繁殖系.15.1基因工程的概念二、基因工程的主要内容或（步骤）1、从复杂的生物有机体基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片段。2、在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制的并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子。3、将重组DNA分子转移到适

3、当的受体细胞(亦称寄主细胞)，并与之一起增殖。4、从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞克隆。5、从这些筛选出来的受体细胞克隆，提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究使用。6、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，产生出人类所需要的物质。15.1基因工程的概念三、基因工程的应用医药：生物制药；基因治疗；人工器官农业和畜牧业转基因植物：抗病虫害新品种、抗逆新品种、高品质新品种转基因动物：生产有用蛋白质和高品质的畜产品生物反应器：利用动植物细胞或组织作为生物反应

4、器，直接生产有用蛋白质轻工与食品新型食品；营养食品；保健食品；轻工用酶环境污染治理；废物利用；污染物生物降解15.1基因工程的概念15.1基因工程的概念转基因植物15.1基因工程的概念转基因动物作为生物发生器15.1基因工程的概念15.2基因工程中的工具酶限制性内切酶—主要用于DNA分子的特异切割DNA甲基化酶—用于DNA分子的甲基化核酸酶—用于DNA和RNA的非特异性切割核酸聚合酶—用于DNA和RNA的合成核酸连接酶—用于DNA和RNA的连接核酸末端修饰酶—用于DNA和RNA的末端修饰其它酶类—用于生物细胞的破壁，转化，核

5、酸纯化，检测等15.2基因工程中的工具酶一、限制性内切酶（一）、限制修饰系统的种类（二）、限制性内切酶的定义、命名（三）、限制酶的特点（四）、异源同序酶（isoschizomer，同裂酶）（五）、限制酶的用途15.2基因工程中的工具酶一种限制酶只能识别一种特定核苷酸序列；并在特定切点切割．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”来源：种类：作用：主要是微生物4000种。15.2基因工程中的工具酶（一）、限制修饰系统的种类1.Ⅰ型：由三个基因构成，hsdR；hsdM；hsdS（hostspecificityforDNArestric

6、tionmodificationandspecificity）位于染色体上，三个基因构成一个复合体，限制酶需要ATP、Mg2+、SAM（５—腺苷甲硫氨酸），无特异切割位点。2. Ⅱ型：限制与修饰基因产物独立起作用，在Ｅ.coli中这两种基因位于质粒上。3. Ⅲ型：修饰酶与Ｉ型酶相同，hsdＭ与hsdＳ基因产物结合成一亚单位，限制酶是独立存在的。上述三个系统中，只有II型限制酶与甲基化酶具有相当高的核苷酸识别特异性，因而被广泛用于基因工程中。15.2基因工程中的工具酶（二）、限制性内切酶的定义、命名1.定义：广义指上述三个系统

7、中的限制酶；狭义指Ⅱ型限制酶。2.命名：限制酶由三部分构成，即菌种名、菌系编号、分离顺序。例如：HindⅢ前三个字母来自于菌种名称H.influenzae，“ｄ”表示菌系为ｄ型血清型；“Ⅲ”表示分离到的第三个限制酶。EcoRI—EscherichiacoliRI15.2基因工程中的工具酶（三）、限制酶的特点1.识别顺序和酶切位点１）识别４-8个相连的核苷酸MboINGATCN；AvaIIGG(A/T)CCBamHIGGATCC：PpuMIPuGG(A/T)CCPyNotIGCGGCCGC；SfiIGGCCNNNNNGGCCC

8、CGGN’N’N’N’N’CCGG２）富含ＧＣ３）对称性—双对称EcoRI5’-GAATTC-3’3’-CTTAAG-5’４）切点大多数在识别顺序之内，也有例外５）限制酶切后产生两个末端，末端结构是５’-Ｐ和３’-ＯＨ15.2基因工程中的工具酶2.末端种类１）３’-端突起，个数为２或４个核