重组技术的基本工具2011524.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,生长快、肉质好的转基因鱼,(,中国,),乳汁中含有人生长激素的转基因牛,(,阿根廷,),转基因实例,一、基因工程的概念：,又叫做,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，,定向,地改造生物的,遗传性状,。,原理,操作环境,操作对象,操作水平,基本过程,结果,基因重组,生物体外,基因,/DNA,分子水平,剪切拼接导入表达,人类需要的基因产物,回顾：,优点：,定向,地改造生物的,遗传性状,；,实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种,1,基因拼接的理论基础,(1),大多数生物的遗传物质是,DNA,。,(2)DNA,的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。,(3),双链,DNA,分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。,一、基因工程诞生的理论基础,2,外源基因在受体内表达的理论基础,(1),基因是控制生物性状的独立遗传单位。,(2),遗传信息的传递都遵循中心法则。,(3),生物界共用一套遗传密码。,DNA,重组技术的基本工具,工欲善其事,必先利其器,.,想一想,:,获得转基因抗虫棉需要做哪些工作呢,?,实现这一精确的操作过程的工具是什么呢,?,准确切割,DNA,的工具（“分子手术刀”）,限制性核酸内切酶DNA,片段的连接工具（“分子缝合针”）,DNA,连接酶,基因转移工具（“分子运输车”）,基因进入受体细胞的载体,二、,DNA,重组技术的基本工具,原核生物为什么没有在长期的进化过程中由于外源,DNA,的入侵而灭绝，有什么保护机制？,限制性内切酶从哪里寻找？,（,一,）,限制性核酸内切酶,防止外来病原物的侵害。当外源,DNA,侵入时，会利用限制酶,将外源,DNA,切割,掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到,切割外源,DNA,、使之失效,，从而达到,保护自身,的目的。,限制性核酸内切酶的作用特点：,能识别特定核苷酸序列；,从特定部位的两个核苷酸之间切开。,限制性内切酶,限制酶黏性末端和平末端,什么叫黏性末端？,当限制酶,从识别序列的,中心轴线两侧切开时,，,被限制酶切开的,DNA,两条单链的切口，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,。,什么叫平末端？,当限制酶,从识别序列的,中心轴线处切开时,，,切开的,DNA,两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫,平末端,。,限制酶所识别的序列有什么特点,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，中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是,反向对称重复排列,的。,限制酶的识别序列：,Go back,能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列：在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。,1.,限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,(1),来源,:,主要是从原核生物中分离纯化出来的。,(2),化学本质：蛋白质。,(3),作用,(4),作用特点：特异性,即限制酶可识别特定的脱,氧核苷酸序列,切割特定位点。,(5),切割方式,催化作用,所以可重复利用,可用于,DNA,的切割获取目的基因和载体的切割,错位切：产生两个相同的黏性末端,平切：形成平末端,基因的针线：,DNA,连接酶,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,A A,T T,C,C,T T,A A,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,GC,T T,A A,A A,T T,C,G,G,C,T T,A A,A A,T T,C,G,用同种限制酶切割,1,、种类：,2,、作用：,两类,E,coli DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,将双链,DNA,片段,“,缝合,”起来，,恢复被,限制酶切开的两个核苷,酸,之间的,磷酸二酯键,这样一个重组的,DNA,分子就形成了。,（二）、,分子缝合针,DNA,连接酶,DNA,连接酶的作用过程,点击播放,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,以下是两种限制酶切割后形成的,DNA,片段，试分析：,GC,AATTC,GC ,CTTAA,CG,G,CG,G,(1),其中和,是由一种限制酶切割形成的,末端，两者要重组成一个,DNA,分子，所用,DNA,连接酶通常是,。,（,2,）,和,是由另一种限制酶切割形成的,末端，两者要形成重组,DNA,片段，所用的连接酶通常是,。,反馈练习：,3,、,Ecoli,DNA,连接酶,与,T4DNA,连接酶比较,：,类型,来源,Ecoli,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,功能,大肠杆菌,T,4,噬菌体,恢复,磷酸,二酯键,只能连接,黏性末端,能连接,黏性末端,和,平末端,(,效率较低,),相同点,差别,（二）,“,分子缝合针,”,DNA,连接酶,DNA,聚合酶,DNA,连接酶,区别,1,区别,2,相同点,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶是一回事吗,?,为什么,?,1),只能将,单个核苷酸,连接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键,形成,磷酸二酯键,1),在,两个,DNA,片段之间,形成磷酸二酯键,2),以,一条,DNA,链为模板,，,将,单个核苷酸,通过磷酸二酯键,连接成一条互补的,DNA,链,2),将,DNA,双链上的,两个缺口同时连接,起来，,不需要模板,限制酶,DNA,解旋酶,区别,限制性内切酶与,DNA,解旋酶的区别,切割特定的核苷酸序列的磷酸二酯键,将,DNA,两条链的氢键打开形成两条单链,据右图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（）,A.,限制性内切酶可以切断,a,处，,DNA,连接酶可以连接,a,处,B.DNA,聚合酶可以连接,a,处,C.,解旋酶可以使,b,处解开,D.,连接,C,处的酶可以为,DNA,连接酶,D,常用的载体：质粒,复制起始的一段序列,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,3.,基因进入受体细胞的载体,-,“,分子运输车”,质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物细胞中。是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核,DNA,或细胞核之外自我复制的很小的双链环状,DNA,分子,运载体需具备的四个条件：,有一至多个不同的限制酶切点,对受体细胞无害,能自我复制，导入基因,能在受体细胞中 复制、表达（,能在宿主细胞内复制并稳定地保存）,具,有某些标记基因，便于筛选,常用运载体：,细菌的质粒,噬菌体衍生物,(3),动植物病毒,注意：,在基因工程操作中，运载体都是天然的质粒或病毒经过人工改造的,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,D,限制性内切酶,的识别序列和切点是,GGATCC,，限制性内切酶,的识别序列和切点是,GATC,。在质粒上有酶,的一个切点，在目的基因的两侧各有,1,个酶,的切点。,请画出质粒被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,请画出目的基因两侧被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,在,DNA,连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？,