第1节DNA重组技术的基本工具.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,专题,1,：基因工程,基因工程的概念,基因工程的别名,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,结果,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,。由于基因工程是在,DNA,分子水平,上进行设计施工的，故又叫做,DNA,重组技术,或,基因拼接技术,。,生物体外,基因,DNA,分子水平,剪切拼接导入表达,符合人类需要的基因产物,基因拼接技术或,DNA,重组技术,基因工程的产物,基因工程产品,抗虫害的玉米,转鱼抗寒基因的番茄,转基因鲑鱼,分子手术刀：核酸限制性内切酶（限制酶）,分子缝合针：,DNA,连接酶,分子运输车：载体,1.1 DNA,重组技术的基本工具,识别双链,DNA,分子的某种,特定的核苷酸序列,，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。,1,、主要来源：,2,、作用：,作用特点：,作用位点：,3,、结果：,一、,“,分子手术刀,”,限制性核酸内切酶 （限制酶）,两种末端,黏性末端,平末端,原核生物,为什么限制酶主要来源于原核生物？其在原核生物中的作用是什么？,特点：反向、对称、重复排列,为什么原核生物中的限制酶不剪切自身的,DNA,分子？,专一性,/,特异性,磷酸二酯键,限制酶的识别序列：,EcoR,黏性末端,黏性末端,切割的位点：,G,、,A,之间,断裂的化学键是：磷酸二酯键,Sma,平末端平末端,产生,黏性末端或平末端,。,限制酶的作用结果：,限制酶所识别的序列，无论是,6,个碱基还是,4,个碱基，都可以找到一条,中心轴线,（如图），中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是,反向、对称、重复,排列的。,想一想限制酶所识别的序列有什么特点？,为什么限制酶不剪切细菌本身的,DNA,？,通过长期的进化，细菌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。,GAATTC,CTTAAG,GAATTC,CTTAAG,G,AATTC,CTTAA,G,G,AATTC,CTTAA,G,G,CTTAA,AATTC,G,双链断开,不同来源的,DNA,片段结合,1,、,种类：,2,、作用部位：,大肠杆菌,:E,coli DNA,连接酶,黏性末端,T4,噬菌体,:,T4 DNA,连接酶,黏性末端,和平末端（效率低）,磷酸二酯键,二、,“,分子缝合针,”,DNA,连接酶,可把黏性末端之间的,缝隙“缝合”,起来，,Ecoli DNA,连接酶或,T,4,DNA,连接酶,即,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,T,4,DNA,连接酶,还可把,平末端之间的缝隙“缝合”,起来，但效率较低,T,4,DNA,连接酶,要想使两个不同的,DNA,分子重组，必须用,同一种限制性核酸内切酶切割,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶比较,DNA,聚合酶,DNA,连接酶,相同,不同,作用对象,模板,形成磷酸二酯键,单个脱氧核苷酸,DNA,片断,需 要,不需要,G,C T T A A,A A T T C,G,G,C T T A A,A A T T C,G,G,C T T A A,A A T T C,G,（二）连接酶的部位：,磷酸二酯键，不是氢键,G,C T T A A,A A T T C,G,磷酸二酯键,磷酸二酯键,重组,DNA,三、基因的载体,“,分子运输车”,2,、载体必须具备的条件：,1,）、能够在宿主细胞中稳定保存并复制,2,）、具有多个限制酶切点，以便外源基因连接；,3,）、具有某些抗性基因（标记基因），便于重组,DNA,的鉴定和筛选,4,）、对受体细胞无害，大小合适,1,、常用的载体有：,质粒,，,噬菌体的衍生物，动植物病毒等,常用的载体：质粒,能复制并带着插入的目的基因一起复制,有切割位点,有标记基因的存在，可用含氨苄青霉素的培养基鉴别,天然的,DNA,分子可以直接用做基因工程载体吗？为什么？,提示：,基因工程中作为载体使用的,DNA,分子很多都是质粒（,plasmid,），即独立于细菌拟核染色体,DNA,之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的,DNA,分子。,是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢？,不是，作为基因工程使用的载体必需满足以下条件：,2,7,4,8,3,6,1,5,G,A,A,B,限制酶作用是,A,处还是,B,处？,A,处,练习,在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的,DNA,片段，需使用,同种限制酶,B.,两种限制酶,同种连接酶,D.,两种连接酶,不属于质粒被选为基因运载体的理由是,A,、能复制 （）,B,、有多个限制酶切点,C,、具有标记基因,D,、它是环状,DNA,基因工程是在,DNA,分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是,A,、人工合成目的基因,B,、目的基因与运载体结合,C,、将目的基因导入受体细胞,D,、目的基因的检测和表达,练习,1.,下列有关基因工程的叙述，正确的是（）,A.,重组,DNA,技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、,DNA,连接酶和载体,B.,所有限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核,苷酸序列,C.,一般选用细菌的质粒作为基因进入受体细胞的载体,D.,细菌体内的质粒可以直接作为基因工程中的载体,2.,下列关于质粒的叙述，正确的是（）,A.,质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器,B.,质粒是细菌细胞质中能够自我复制的小型环状,DNA,分子,C.,质粒只有在导入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制,D.,细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的,C,B,转基因抗虫棉,抗虫棉,普通棉,基因工程培育抗虫棉简要过程：,普通棉花,(,无抗虫特性,),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体,DNA,拼接,棉花细胞,(,含抗虫基因,),棉花植株,(,有抗虫特性,),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,导入,重组,DNA,关键步骤一：,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内,提取出来,关键步骤二：,抗虫基因,与运载体,DNA,连接,关键步骤三：,抗虫基因,导入受体,(,棉花,),细胞,分子手术刀：核酸限制性内切酶（限制酶）,分子缝合针：,DNA,连接酶,分子运输车：载体,