基因工程基本工具ppt课件.ppt

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1、DNA重组技术的基本工具抗虫害的玉米转鱼抗寒基因的番茄转基因鲑鱼基因工程产品转黄瓜抗青枯病基因的甜椒乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切→拼接→导入→表达结果人类需要的基因产物想一想:获得转基因抗虫棉需要做哪些工作呢?基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫基因)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因与运载

2、体DNA拼接导入棉花细胞(含抗虫基因)转基因棉花植株1）提取目的基因2）目的基因与载体结合3）将目的基因导入受体细胞4）目的基因的检测和表达基因工程操作的四个基本步骤上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？关键步骤1.ONE提取基因2.TWO基因与运载体DNA连接3.THREE基因导入棉花植株实现这一精确的操作过程的工具是什么呢?操作工具1.ONE提取基因2.TWO基因与运载体DNA连接3.THREE基因导入棉花植株限制性核酸内切酶DNA连接酶载体——“分子手术刀”——“分子缝合针”——“分子运输车分子手术刀------限制性核酸内切酶(限制酶)A.来源:主要从原核生物中分离

3、纯化想一想:这类酶在原核生物中起什么作用?原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的限制酶是一类酶，不是一种酶B.作用:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开.迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA

4、上特定的碱基序列。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。2.为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？迄今为止已经从近300中微生物中分离出约4000种限制酶限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4、5、8个碱基，都可以找到一条中心轴线

5、，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。C.识别序列的组成:大多数由六个核苷酸组成D.切割后产生的DNA片段末端的形式黏性末端平末端黏性末端黏性末端黏性末端：被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。什么叫平末端？平末端是如何形成的？当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。DNA连接酶------“分子缝合针”切断的DNA片段要与

6、受体细胞的DNA连接，你觉得可以用什么酶？1、种类：两类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶DNA连接酶——“分子缝合针”这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。E·coli连接酶只能连接黏性末端；T4连接酶既可“缝合”黏性末端，又可“缝合”平末端，但连接平末端之间的效率比较低.DNA连接酶——“分子缝合针”DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？DNA连接酶连接黏性末端之间的磷酸二酯键，形成重组的DNA分子。作用部位：磷酸二酯键不是一回事。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位

7、碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么，二者的差别主要表现在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。DNA连接酶DNA聚合酶连接DNA链双链单链连接部位