DNA重组技术的基本工具(精校版)-PPT.ppt

DNA重组技术的基本工具(精校版)设想？设想？能否培养出具有抗虫能否培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢？性状的抗虫棉呢？2基因工程的概念基因工程的概念基因工程基因工程：指按照人们的愿望指按照人们的愿望,进行严格的设进行严格的设计并通过体外计并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的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和施工的，因此又叫分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作作DNA重组技术或基因拼接技术。重组技术或基因拼接技术。3基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平定向改造生物的遗传性状定向改造生物的遗传性状剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组基因工程的概念理解基因工程的概念理解4基因工程培育抗虫棉的简要过程：基因工程培育抗虫棉的简要过程：苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因普通棉花普通棉花(无抗虫特性)棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因)与载体与载体与载体与载体DNADNADNADNA拼接，导入拼接，导入拼接，导入拼接，导入棉花植株棉花植株(有抗虫特性)表达表达表达表达5基因工程培育抗虫棉的关键步骤：基因工程培育抗虫棉的关键步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来细胞内提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因与棉花抗虫基因与棉花DNA“DNA“缝合缝合”关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因进入棉花细胞抗虫基因进入棉花细胞6大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静7解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子缝合针分子缝合针”DNA DNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体81-1 DNA1-1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具“分子手术刀分子手术刀”限制酶限制酶“分子缝合针分子缝合针”DNADNA连接酶连接酶“分子运输车分子运输车”基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体 9识别双链识别双链识别双链识别双链DNA DNA DNA DNA 分子的某种特定的核苷酸分子的某种特定的核苷酸分子的某种特定的核苷酸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序列，并且使每一条链中特定部位的两序列，并且使每一条链中特定部位的两序列，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。个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。主要从原核生物分离纯化出来主要从原核生物分离纯化出来主要从原核生物分离纯化出来主要从原核生物分离纯化出来40004000种。种。1、来源：、来源：2、种类：、种类：3、作用：、作用：5、结果：、结果：形成两种末端形成两种末端形成两种末端形成两种末端一、一、“分子手术刀分子手术刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶黏性末端黏性末端平末端平末端4 4、切割方式：、切割方式：错位切和平切错位切和平切10ATGCATGC限制酶切割磷酸二酯键限制酶切割磷酸二酯键11限制性内切酶作用过程点击播放点击播放12 1 1、大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶（EcoR)EcoR)能识别能识别GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开形成黏性末端。之间切开形成黏性末端。2 2、SmaSma能识别能识别CCCGGGCCCGGG序列，序列，并在并在C C和和G G之间切割形成平末端之间切割形成平末端 。常见的两种限制酶13Sma平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端平末端14EcoR黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端15什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，开时，被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。好互补配对，这样的切口叫黏性末端。16什么叫平末端？什么叫平末端？当限制酶从识别序列的中心轴线处切当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的开时，切开的DNADNA两条单链的切口，是平两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。整的，这样的切口叫平末端。17基因的针线：DNA连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割18ATGCATGC连接酶连接磷酸二酯键连接酶连接磷酸二酯键DNADNA连接酶的作用过程：连接酶的作用过程：二、分子缝合针二、分子缝合针DNA连接酶连接酶19 T磷酸二酯键1234512345 A20作用部位：作用部位：是磷酸二酯键是磷酸二酯键是磷酸二酯键是磷酸二酯键（扶手）（扶手）不是氢键不是氢键不是氢键不是氢键（梯子）（梯子）DNA连接酶将两条连接酶将两条DNA链连接起来的酶。链连接起来的酶。21连接黏性末端连接黏性末端连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端分类分类作用作用E.coli DNA连接酶连接酶连接酶种类：连接酶种类：T4DNA连接酶连接酶22两两DNADNA片段要具有互补片段要具有互补的黏性末端才能拼起来的黏性末端才能拼起来DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用可把黏性末端之间的可把黏性末端之间的缝隙缝隙“缝合缝合”起来，起来，注意：注意：DNADNA连接酶可连接双链连接酶可连接双链DNADNA中的中的DNADNA单链缺口，单链缺口，但不能连接单链但不能连接单链DNADNA！23DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？T4 DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低DNADNA连接酶的缝合作用连接酶的缝合作用24A A T T GA A T T GC CA AA AT TT TA AA AT TT TDNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶的作用聚合酶的作用返回返回25核苷酸分子的连接：核苷酸分子的连接：ATGCATGCDNADNA聚合酶连接单链聚合酶连接单链DNADNA把单个脱氧核苷酸连接到把单个脱氧核苷酸连接到DNADNA片段上片段上26都能催化形成都能催化形成磷酸二酯键磷酸二酯键都是蛋白质都是蛋白质不需要不需要需要需要形成完整的重形成完整的重组组DNA分子分子形成形成DNA的一条的一条链链基因工程基因工程DNA复制复制DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较只能将单个核苷酸只能将单个核苷酸连接到已有的连接到已有的DNADNA片段上，形片段上，形成磷酸二酯键成磷酸二酯键在两个在两个DNADNA片片段之间形成磷段之间形成磷酸二酯键酸二酯键27三、基因进入受体细胞的载体 1 1、基因工程的载体被喻为、基因工程的载体被喻为：分子运输车分子运输车2 2、常用载体的种类、常用载体的种类：质粒、质粒、噬菌体的噬菌体的衍生物衍生物、动植物病毒、动植物病毒28议一议议一议2 2 2 2、能否用、能否用、能否用、能否用SARSSARSSARSSARS病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？病毒作为基因载体？3 3 3 3、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？、作为载体，若没有切割位点将怎样？4 4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？如何鉴定？如何鉴定？如何鉴定？5 5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？将怎样？将怎样？将怎样？1 1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？、从化学组成来看，载体应含有什么成分？双链双链双链双链DNADNADNADNA不能不能不能不能不能进行不能进行不能进行不能进行DNADNADNADNA的重组的重组的重组的重组载体上应有标记基因载体上应有标记基因载体上应有标记基因载体上应有标记基因可能造成基因丢失可能造成基因丢失可能造成基因丢失可能造成基因丢失29作为载体的必要条件1.1.能够自我复制能够自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；2.2.有一个至多个限制酶切位点有一个至多个限制酶切位点能与目的基因结合能与目的基因结合3.3.有遗传标记基因有遗传标记基因便于观察便于观察4.4.对受体细胞无害对受体细胞无害安全、比较容易得到安全、比较容易得到30