第11章动物基因工程.pptVIP

第十一章???动物基因工程 现代生物技术（生物工程）的概念 建立在分子遗传学、生物化学、微生物学以及化学工程、计算技术等基础上的现代生物技术，是20世纪后半叶蓬勃发展起来的新技术领域，为人类保健、农牧业、食品工业、环境保护等提供了强大的发展动力。 现代生物技术的内涵非常广泛并不断发展，目前主要有：基因工程、细胞工程 、 蛋白质工程、 酶工程 、 糖工程 、 环境生物工程、转基因动物、克隆动物 、基因治疗、生物制药、生物信息学 、高级生物传感器 ○基因工程概念：是一种DNA重组技术，在分子水平上进行遗传操作，按设计的蓝图，从供体中提取或人工合成目的基因，令其与载体构建成重组DNA，再转移到受体细胞，目的基因在细胞中表达获得新的遗传性状。 基因工程的操作程序 ○基因工程的操作程序（步骤）： 1.获取目的基因； 2.目的基因与载体构建重组DNA分子； 3.重组DNA分子转移至受体细胞； 4.转化细胞的扩增、鉴定和筛选。 基因工程的意义 ○基因工程的诞生打破了物种的界限，实现了物种间的基因交流，在实验室里对生物直接进行改造，为生命科学的研究开辟了新的领域、注入了新的方法，为提高人类的生活质量和健康水平开辟了新的途径，在农业、工业、医药等领域有巨大的应用前景。 第二节????工具酶 一、限制性内切酶 二、DNA聚合酶 三、DNA连接酶 四、甲基化酶、核酸酶等 一、限制性内切酶 （一）分类与命名 ○ 酶有几千种，分为6大类：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶。 ○ 基因工程中常作用于核酸的酶，包括水解酶、修饰酶、聚合酶等。 水解酶分为内切酶和外切酶。 ○内切酶在核酸链内部切割，生成寡核苷酸； ○外切酶从核酸链的末端开始，渐进式地水解核酸链，逐渐释放单核苷酸。 限制性内切核酸酶(restriction enzymes) 能识别双链DNA分子中一段特异的核苷酸序列，在这一段序列内将双链DNA分子切断。 功能：降解外来DNA分子，以限制(restriction )或阻止病毒侵染 是细菌细胞为防御异源遗传物质进入的一种有效方式。 限制性内切酶分类 第Ⅰ类限制性酶：每隔一段DNA序列随机切割双链DNA分子，没有序列特异性 第Ⅱ类限制性酶：能识别一段特异的DNA序列，准确地酶切双链DNA的特异序列 识别的序列是对称的，即在一条链中从5’到3’方向的序列，与其互补链从5’到3’方向的序列完全相同。这种从两个方向阅读而序列相同的序列称为回纹对称序列(palindrome)（EcoRⅠ） 另一类酶，如SmaⅠ，它们酶切DNA双链后，产生的DNA片段具有平齐末端(blunt ends) 限制性酶EcoRI识别位点（粘性末端） EcoRI酶切不同来源的DNA及退火重组 平齐末端（SmaⅠ） 限制性内切酶的命名 限制性内切酶的主要用途 ○ 重组DNA分子 · 匹配末端的连接 同一种酶切割不同DNA分子产生相同的突出末端；或不同酶切割不同DNA分子产生相同的突出末端，可在连接酶作用下连接为重组DNA分子。 · 平端连接 可直接连接，但效率较低。 · 不匹配黏端的连接 先补平(Klenow)或修平(S1)后再连接。○ 绘制物理图谱（限制性内切酶图谱） 二、DNA聚合酶 （一）DNA聚合酶的类型 ○ 依赖DNA的——DNA聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅰ大片段（Klenow）、T4 DNA聚合酶、T7 DNA聚合酶、修饰的T7 DNA聚合酶、Taq DNA聚合酶。 ○ 不依赖DNA的——末端转移酶 ○ 依赖RNA的——反转录酶 DNA聚合酶的特性 三、DNA连接酶 · 该酶的用途是将带匹配黏端的双链DNA或平端双链DNA片段的5’- P 与另一也带相应缺口的DNA片段的3′ - OH 连接起来 四、甲基化酶、核酸酶等（从略） 第三节????基因工程载体 ○概念：载体是指将外源DNA片段运送进宿主细胞进行扩增或表达的运载工具。 ○种类：○ 克隆载体——克隆了外源DNA后，转入宿主细胞中进行繁殖，使克隆的DNA片段数量大大增加○ 表达载体——将外源基因或DNA片段在宿主细胞中表达蛋白质 ○ 插入型载体——将外源基因或DNA插入其中○ 置换型载体——切除载体部分DNA，代之以外源基因或DNA。 载体必须具备的条件 ·1.能在宿主细胞中大量复制，得到大量的重组DNA分子； · 2.载体上的内切酶位点对于一种酶来说只能有一个（置换型载体上被置换片段的两侧各有一个内切酶位点）； · 3.克隆载体要有复制起点，表达载体要有启动子； · 4.载体上要有报告基因或选择标记基因； ·