1-1基因工程概述课件.pptVIP

第一节 基因工程概述 基因工程又称为重组DNA技术，指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。 基因工程的诞生 1973年，美国科学家科恩（S.N.Cohen）等将两种不同来源的DNA分子进行体外重组,并首次实现了在大肠杆菌中的表达,创立了定向改造生物的新技术—基因工程。 1973年，科恩和博耶将两个不同的质粒（一个是抗四环素质粒，另一个是抗链霉素质粒）拼接在一起，组成嵌合质粒，并将其导入大肠杆菌，当该重组质粒进入大肠杆菌体内后，这些大肠杆菌能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具有双重抗药性。 基因工程大事记 1973年，体外重组的基因首次实现在大肠杆菌中的表达 1977年，生长激素抑制素在大肠杆菌中成功表达 1978年，人胰岛素在大肠杆菌中成功合成 1979年，人生长激素在大肠杆菌中得以表达 1980年，人干扰素在大肠杆菌中成功表达 1982年，巨型小鼠培育成功 基因工程的工具—酶与载体 分子手术刀——限制性核酸内切酶。 分子针线（分子缝合针）— DNA连接酶。 基因的运输工具（分子运输车）—载体。 限制性核酸内切酶 DNA连接酶（DNA ligase） 质粒的特点 细胞染色体外能自主复制的小型环状DNA分子； 质粒是基因工程中最早应用也是最常用的载体； 存在于许多细菌及酵母菌等生物中； 质粒的存在对宿主细胞的生存无影响； 质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 基因工程的一般步骤 第一步：获取目的基因 2.利用PCR技术扩增目的基因 第二步： 制备重组DNA分子（基因表达载体的构建） 总结：表达载体需由哪几部分组成 复制原点 启动子 目的基因 终止子 标记基因 第三步：转化受体细胞（将目的基因导入受体细胞） 将目的基因导入植物细胞 将目的基因导入动物细胞 将目的基因导入微生物细胞 基因工程中常用的宿主细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、霉菌、植物细胞、昆虫细胞及哺乳动物细胞等。 第四步：目的基因的检测与鉴定 首先： 其次： 最后： 还要： DNA分子杂交技术 基因探针：核酸分子探针是指特定的已知核酸片段，能与互补核酸序列退火杂交，用于对待测核酸样品中特定基因顺序的探测。 满足：（1）必须是单链，（2）带有容易被检测出来的标记物。 PCR（polymerase chain reaction）:聚合酶链式反应.是以DNA变性、复制的某些特性为原理设计的.1988，K.Mulllis莫里斯发明。 前提条件是必须对目的基因有一定的了解，需要设计引物。 3.通过化学方法直接人工合成 高温变性 低温退火(复性) 中温延伸 核心 限制性核酸内切酶 需要哪两种工具？ DNA连接酶 目的基因进入受体细胞，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化（ruansformation） 将目的基因导入植物细胞的方法 农杆菌转化法 基因枪法 花粉管通道法 将目的基因导入微生物细胞方法 宿主细胞（大肠杆菌） 感受态细胞（大肠杆菌） Ca2+ 将目的基因导入受体细胞 扩增 要检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因 DNA分子杂交技术 分子探针 检测目的基因是否转录出mRNA 检测目的基因是否翻译出蛋白质 个体生物学水平的鉴定 * 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 结果 实质 基本过程 操作水平 操作对象 操作环境 基因工程的别名 DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子（基因）水平 人类需要的基因产物 剪切 →拼接 →导入 →表达 基因重组 证明DNA是遗传物质 发现DNA双螺旋结构 破译遗传密码 限制性核酸内切酶的发现 DNA连接酶的发现 逆转录酶的发现 质粒等载体的发现 基因工程 的诞生 1944，艾弗里 1953，沃森和克里克 1963，尼伦贝格 1970，阿尔伯、内森斯、史密斯 限制性内切酶是在生物体(主要是微生物)内的一种酶，能将外来的DNA切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。 即每种限制性内切酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。 特点： 特异性。 举例：EcoR1限制酶、Sma1限制酶 不同的限制性核酸内切酶 知识海洋 平(口)末端 回文序列 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 要切两个切口，产生四个黏性末端。 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？ 会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏