基因工程和24章 人类基因组计划课件.ppt

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1、基因工程的相关技术基因工程主要的工具酶基因克隆的主要载体重组DNA的基本步骤基因工程的应用和成果简介第23章重组DNA技术基因工程的概念geneticengineering定义：又称为重组DNA技术，指将某些特定的基因或DNA片断，通过载体或其它手段送入受体细胞，使它们在受体细胞中增殖并表达的一种遗传学操作。目的:是生产出符合人类需要的产品或创造出稳定遗传的生物新性状。重要特征1、可把来自任何生物的基因转移到与其毫无关系的任何其他受体细胞中，可以任意改造生物的遗传特性，创造出生物的新性状2、某一段DNA可在受体细胞内进行复制，为制备大量纯化的DNA片段提

2、供了可能２３．１．１　核酸的分子杂交１　　ＤＮＡ的变性和复性２３．１基因工程的相关技术ＤＮＡ－ＲＮＡ杂交分子２　分子探针寻找特定基因２３.１.２聚合酶链式反应（ＰＣＲ）ＰＣＲ是一种体外ＤＮＡ扩增技术．其基本原理类似于ＤＮＡ的天然复制过程．其以拟扩增的ＤＮＡ为模板，以一对分别于５’和３’末端相互补的寡核苷酸片段为引物，在ＤＮＡ聚合酶作用下，按半保留复制机制沿模板链延伸直至完成新ＤＮＡ的合成，反复重复这一过程就使目的基因得到扩增．组成ＰＣＲ反应体系的基本成分模板ＤＮＡ特异性引物ＤＮＡ聚合酶（耐热）dＮＴＰs含有Ｍg２＋的缓冲液PCR反应过程第一步：高温变性（解

3、链）95℃第二步：低温退火55℃第三步：适温延伸72℃变性：双链DNA解链成为单链DNA退火：部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合延伸：以目的基因为模板，合成互补的新DNA链PCR反应过程聚合酶链式反应（PCR）每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍30轮循环可获得——230（1.07×109)个基因片段23.2基因工程主要的工具酶限制性内切酶DNA聚合酶DNA连接酶反转录酶1、限制性内切酶－－－－DNA操作的分子手术刀限制性内切酶是从细菌中分离提纯的核酸内切酶，可以识别一小段特殊的核酸序列并将其在特定位点处切开。Arber、Smit

4、h和Nathans因为在发现限制性内切酶方面开创性的工作而共同获得了1978年的诺贝尔奖。DNA连接酶及其连接作用大肠杆菌DNA连接酶(黏性末端)噬菌体T4DNA连接酶(黏性末端和平齐末端)反转录酶兼有RNA外切酶的活性23.3基因克隆的质粒载体载体是运送目的基因片段进入宿主细胞的工具，目前最常用的载体包括细菌质粒。质粒是细菌细胞中自然存在于染色体外可以自主复制的一段环状DNA分子。进入到宿主细胞中的一个质粒可以大量增加其拷贝数。23.4基因工程技术路线（1）获得目的基因和载体（2）切割、连接形成新的重组DNA分子（3）重组DNA分子导入受体细胞，并能在受

5、体细胞中复制和遗传（4）对转化子筛选和鉴定（5）对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物基因工程的操作流程23.4.1获得需要的目的基因常用的方法：（1）直接从生物体中提取总DNA，构建基因文库(genelibrary)，从中调用目的基因(2)人工合成（3）以mRNA为模板，反转录合成互补的DNA片段（4）利用聚合酶链式反应（PCR）特异性地扩增所需要的目的基因片段，等等23.4.2DNA分子的体外重组黏性末端连接法同一限制性内切酶作用DNA连接酶作用平齐末端连接法(人工接头加尾)23.4.3转化受体细胞和转化子的筛选细

6、菌：类似于前面所讲，由质粒携带目的基因，转入相应的细菌细胞内并进行表达。图23.7和23.8基因工程的应用1.利用转基因的细菌、植物或动物生产某些蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品——人胰岛素投放市场，利用重组DNA技术生产胰岛素是生物技术领域发展的一个里程碎。它标志了基因工程产品正式进入到商业化阶段。此后，又出现了更多的基因工程产品和蛋白质药物，如人生长激素、干扰素、白细胞介素-2、粒细胞集落因子、乙肝疫苗等等。我国生产的部分基因工程疫苗和药物2.基因工程技术在农业、畜牧业上的应用最为广泛生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳

7、汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄3、基因工程与环境保护⑴　环境监测：　　基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。⑵　环境污染治理：基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属

8、，分解DDT等毒害物质。第24章人类基因组24.1人类基因组及其组