第一章 基因与基因工程-2.pptVIP

第一章 基因与基因工程 基因的现代概念 重点知识点： 1，基本概念：移动基因，断裂基因，假基因，重复序列及重复基因，重叠基因； 2，三种转座模式； 3，基因产物的线性与非线性； 4，断裂基因的意义； 2.2.1 基因及其产物的共线性 基因决定蛋白质的序列组成，是由密码子对应特定氨基酸所决定的。当一个基因的核苷酸序列与其产物的氨基酸序列是一一对应时，则表明它们是共线性的。 2.2.2 基因及其产物的非共线性 由于真核生物的断裂基因具有内含子，使得一个基因的核苷酸序列与其产物的氨基酸序列不是一一对应关系，则表明基因及其产物是非共线性的。 3、假基因（Pseudogenes） 假基因与有功能的基因在核苷酸顺序的组成上非常相似，却不具有正常功能的基因。是相应的正常基因在染色体的不同位置上的复制品，由于突变积累的结果而丧失活性。 4、重复序列及重复基因 几乎所有的真核细胞（酵母除外）的基因组DNA中都具有重复序列（repeated sequence）,它无转位移动能力，因此它区别于转位作用的IR（inverted repeat）。IR是指序列的重复性。但无基因序列的交叉重叠性，故不同于重叠基因序列。 重复序列可分为四种类型： (1)不重复序列，是唯一的序列，只有一个拷贝。 (2)低度重复序列，一般有1-10个拷贝。 (3)中度重复序列，有数十至数万（105）拷贝。 (4)高度重复序列 拷贝数可达106以上,包括卫星DNA、高丰度SINE家族的Alu序列 。 （1）唯一或低度重复序列： 基因组中只有一个拷贝的序列。 在人类基因组中，单一序列绝大多数编码蛋白质或者酶的结构基因。 低度重复： 是指在基因组中含有2-10个拷贝的序列，如酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。 （2）中度重复序列 指在基因组中有10个以上直至几千个拷贝的长约300bp的序列，如rRNA和tRNA基因。 （3）高度重复序列 是指在基因组中拷贝数可多达十万次的一种简单的重复序列，有的重复单位长度不超过6bp。 卫星DNA(satellite DNA)：当将该DNA切成片段进行氯化铯密度梯度超速离心时，由于其富含A-T片段的浮力密度小，在离心管中常常单独形成一条较窄的带，在主体DNA带的上面，故称为卫星DNA。 小卫星（minisatellite）或可变串联重复序列（variable number tandem repeat，VNTRs）区： 这种特殊的串联重复在不同个体和基因组的不同位点上的数目都不同。已发现人类的VNTRs区为1-5kb大小的顺序。VNTR没有酶切位点，人总DNA限制性酶切后获得不同长度片段，以VNTR的特异序列为探针Southern杂交，阳性片段长度各不相同，不同个体具有高度的个体差异，成为DNA指纹。 5 重叠基因(overlapping gene)： 基因工程流程示意图 Stanley Cohen 1986 Nobel生理或医学奖 Herb Boyer 3.2、基因工程的定义及其主要研究内容 在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。 遗传工程 基因工程 基因操作 重组DNA技术 基因克隆 分子克隆 角度和侧重点的不同 2. 重组体的制备 3.2.1、基因工程的主要内容 1. 目的基因的获取 从复杂的生物基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片断。 将目的基因的DNA片断插入到能自我复制并带有选择性标记（抗菌素抗性）的载体分子上。 将重组体（载体）转入适当的受体细胞中，并与之一起繁殖。 4.克隆鉴定 3.重组体的转化 从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得重组DNA分子的受体细胞克隆（含有目的基因）。 6.目的基因表达 将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的基因产物。 5.扩增目的基因的获得 从筛选出的受体细胞克隆，提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究使用。 外源DNA在寄主细胞内可大量扩增，和高水平表达。 1. 跨物种性 2. 无性扩增 外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。 3.2.2 基因工程的特征 制造带有抗生素抗性基因或有产生病毒能力的基因的新型微生物有可能在人类或其它生物体内传播。 1. 对环境的影响 2. 新型病毒的出现 重新组合一种在自然界尚未发现的的生物性状有可能给现有的生态环境带来不良影响。 一、基因工程的安全隐患 五 基因工程的安全性 将肿