遗传学-五基因工程幻灯片.pptVIP

五.基因工程gene engineering 生物的性状大都可以遗传，改变基因就可改变性状——基因工程的基本原理 Gene工程狭义上讲就是DNA重组 Gene工程就是将不同的DNA片段按人们的设计方案定向地连接起来，并转移到受体细胞中，使受体细胞获得新的遗传性状。 理论上的三大发现 DNA为遗传物质：Avery的肺炎双球菌转化实验 DNA双螺旋结构的发现和DNA半保留复制机制 遗传密码与中心法则 理论上的三大发现 DNA为遗传物质：Avery的肺炎双球菌转化实验 DNA双螺旋结构的发现和DNA半保留复制机制 遗传密码与中心法则 技术上的三大发明 限制性内切酶和连接酶：DNA的“手术刀”与“缝纫机” 载体：运送遗传物质的工具，如质粒、病毒等 逆转录酶：从mRNA到 DNA，使真核基因制备成为可能 技术上的三大发明 限制性内切酶和连接酶：DNA的“手术刀”与“缝纫机” 载体：运送遗传物质的工具，如质粒、病毒等 逆转录酶：从mRNA到 DNA，使真核基因制备成为可能 技术上的三大发明 限制性内切酶和连接酶：DNA的“手术刀”与“缝纫机” 载体：运送遗传物质的工具，如质粒、病毒等 逆转录酶：从mRNA到 DNA，使真核基因制备成为可能 基因工程的内容 目的基因的获得 目的基因与载体的连接成重组DNA分子 重组DNA分子导入受体细胞 筛选重组克隆 基因表达与产物分离 基因工程的内容 A.目的基因的获得 基因工程的内容 B 目的基因与载体的连接成重组DNA分子 基因工程的内容 C 重组DNA分子导入受体细胞 基因工程的内容 D 筛选重组克隆 基因工程的内容 E 基因表达与产物分离 重 组 DNA  技 术 基因的 扩增技术—聚合酶链式扩增反应 基因的 扩增技术—聚合酶链式扩增反应 六.人类基因组计划 (Human Genome Project) 1.人类基因组计划 (Human Genome Project) 2.后基因组计划 基因克隆计划:克隆和鉴定人的2~3万个基因 基因组多样性计划:群体多样化的研究；个体基因组的特异性研究 cDNA计划:目标是建立不同组织、不同基因在不同时期的表达“目录”，即个体基因表达的时空图 蛋白组计划:仿照HGP从单一的蛋白质转向大规模的种类、结构和功能的研究，达到使HGP的基因序列可以通过电脑转化为蛋白质高级结构信息。 细胞计划:阐明发生在细胞中的一切生命的奥秘 基因组（genome ） 是一个单倍体细胞内基因的总和，它分为核基因组、线粒体基因组与叶绿体基因组。基因组内包括编码序列与非编码序列. 人类基因组计划 1.人类基因组计划 Human Genome Project (HGP)最早是由美国科学家于1986年3月提出的，1990年开始在美国实施。 HGP的主要目标：用15年的时间（1990－2005年），完成人类基因组全套3 x 109bp的测序，绘制DNA序列图。 还有其他方面：构建物理学图和遗传学图 物理学图：依已知序列作为基因的“物理路标” 遗传学图：表示各基因在染色体上的相对位置 LJ1 LJ2 人类基因组计划 中国人类基因组计划 中国的HGP指导思想：参与、分享，重点是以我们自己的资源，依靠我们自己得力量，为我们的子孙后代克隆我们自己的基因 LJ1 LJ2 LJ3 LJ4 LJ5 LJ6 LJ7 LJ8 LJ9 人类基因组计划 LJ LJ LJ 人类基因组计划 * 基因工程 基因工程 肺炎双球菌转化实验 肺炎双球菌 1928年 英国细菌学家 Griffith 细菌转化试验 1944年 O.Avery证实DNA是转化源 基因工程 基因工程 基因工程 限制性内切酶和连接酶 1、核酸酶 它是一类以核酸为底物的水解酶。 限制性内切酶是一种能识别和切割双链DNA分子内特定核苷酸序列的酶。例如：HindⅢ的酶切位点 基因工程 限制性内切酶和连接酶 基因工程 限制性内切酶和连接酶 2、连接酶 用于拼接两段核酸片段的酶。常见的有T4DNA聚合酶。 基因工程 基因工程 载体：运送遗传物质的工具 载体具备的特点： 1 在宿主细胞能独立复制；2 容易从宿主细胞中分离纯化；3 载体DNA分子中有一段非必需区域，插入其中的外源DNA片断能跟着载体一起复制和扩增。 常见的载体有：质粒；噬菌体；粘粒和病毒四大类。 基因工程 质 粒 质粒 PBR322: 环形双链DNA，由4363bp组成。具有一个复制起始位点（ori）和一个抗氨苄青霉素及一个抗四环素基因。 基因工程 基因工程 基因工程 从生物基因组中分离目的基因 人工合成目的基因DNA片断 PCR反应合成