《基因工程》教学讲课资料.ppt

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1、2我们主要讨论4个问题：1.什么是基因工程——基因工程的概念。2.为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。3.怎样进行基因工程——4大步骤4.基因工程的应用和前景①不能转录为信使RNA，不能编码蛋白质。：能转录相应的信使RNA，能编码蛋白质编码区非编码区原核细胞的基因结构②在遗传信息的表达过程中起着调控作用非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游启动子终止子编码区非编码区非编码区RNA聚合酶结合位点内含子外显子能够编码蛋白质的序列叫做外显子不能够编码蛋白质的序列叫做内含子（但能转录为mRNA，转录后剪切掉）启动子终止子编码区上游编码区下游内含子：外显子：真核细胞的基因结构真核细胞

2、的基因结构编码区非编码区外显子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列：在遗传信息的表达过程中起着调控作用原核细胞真核细胞不同点相同点原核细胞与真核细胞基因结构比较：非编码区非编码区编码区都由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区组成编码区是连续的编码区是间隔的，不连续的外显子内含子启动子终止子（1）20世纪40年代，Avery通过肺炎双球菌体外转化实验，确定了生物遗传物质的化学本质是DNA;（2）19世纪50年代JamesD.Watson和FrancisH.C.Crick揭示了DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机制，解决了基因的自我复制和传递的问题。2.基因工程的三大理

3、论基础(3)1958年Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”;1964年MarshallNirenberg和GobindKhorana等破译了64个遗传密码，从而阐明了遗传信息的流向和表达问题1．基因拼接(1)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。(2)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。碱基互补配对原则基因工程诞生的理论基础2．外源基因在受体内表达(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。(2)遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向。(3)生物界共用一套遗传密码。二、基因工程操作的工具1.基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶（限制酶）一种限制酶只能识别一种特定的核

4、苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。专一性如:EcoRI限制酶被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？思考:GAATTCCGTAGAATTCGGATT尝试写出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT练一练GGCATCTTAAAATTCCGTAG２、基因的针线──DNA连接酶连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来（磷酸二脂键），使之成为一个完整的DNA分子。基因的针线：DNA连接酶G

5、AATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割3、基因的运输工具——运载体常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒等标记基因，便于进行检测。质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。三、基因工程的基本操作程序目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因的导入受体细胞操作过程目的基因的检测与表达产物的测定（一）目的基因的获取1、什么是目的基因？请举出三个以上的例子2、获取目的基因的常用方法有哪些?（1）直接从供体细胞中分离基因（鸟枪法）（2）人工合成法目前被广泛提

6、取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰岛素基因等。a、DNA变性（90℃-95℃）：双链DNA模板在热作用下，_____断裂，形成___________b、退火（复性55℃-60℃）：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部________。c、延伸（70℃-75℃）：在Taq酶的作用下，从引物的5′端→3′端延伸，合成与模板互补的________。氢键单链DNA双链DNA链PCR技术扩增目的基因反转录法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。目的基因的mRNA杂交双链(

7、单链RNA/单链DNA)单链DNA反转录酶DNA聚合酶双链DNA(目的基因)1.用一定的_________切割质粒，使其出现一个切口，露出____________。2.用_____________切断目的基因，使其产生_________________。——核心3.将切下的目的基因片段插入质粒的______处，再加入适量___________，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）限制酶黏性末端同一种限制酶的黏性末端切口DNA连接酶相