DNA重組技術(shù)基本工具.ppt

誰(shuí)能告訴我這是What？,胰島素是治療糖尿病的特效藥,長(zhǎng)期以來(lái)只能從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，產(chǎn)量低、成本高。而微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制。,設(shè)想,能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素等珍貴藥物？,能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌,這些定向改造基因的設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？,基因工程,經(jīng)過多年的努力，科學(xué)家終于在20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù)：,專題一基因工程,基因工程的概念,基因工程：指按照人們?cè)竿?進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫作DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)。,基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù),生物體外,基因,DNA分子水平,定向地改造生物遺傳性狀，獲得人類所需要的品種,剪切,拼接,導(dǎo)入,表達(dá),基因重組,基因工程的概念,如何培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢？,基因工程培育抗蟲棉的簡(jiǎn)要過程：,抗蟲棉的培育有哪些關(guān)鍵步驟？,解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？,“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶,“分子縫合針”DNA連接酶,“分子運(yùn)輸車”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體,1.1DNA重組技術(shù)的基本工具,學(xué)習(xí)目標(biāo),“分子手術(shù)刀”限制酶,“分子縫合針”DNA連接酶,“分子運(yùn)輸車”基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體,識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。,主要是原核生物,約4000種,1.來(lái)源：,2.種類：,3.作用：,5.結(jié)果：,形成兩種末端,一、“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶,4.切割方式：,錯(cuò)切和平切,專一性,如：EcoRI限制酶,特點(diǎn)：,基因工程的“分子手術(shù)刀”,限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）,識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定位點(diǎn),EcoR,黏性末端,黏性末端,斷開磷酸二酯鍵,限制性內(nèi)切酶（EcoR）作用過程,什么叫黏性末端？,被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端,1.被同一種限制酶切斷的幾個(gè)DNA是否具有相同的黏性末端？,思考：,形成的黏性末端不同,2.不同的限制酶呢？,具有,3.不同的限制酶切割DNA后都會(huì)形成黏性末端？,不一定；也有可能是平末端,Sma,平末端平末端,斷開磷酸二酯鍵,什么叫平末端？,當(dāng)限制酶從識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，切開的DNA兩條單鏈的切口，是平整的，這樣的切口叫平末端。,同種限制酶切割形成相同黏性末端,如何連接起來(lái)？,1.作用部位：2.種類：,磷酸二酯鍵,只連接黏性末端,二、“分子縫合針”DNA連接酶,連接黏性末端和平末端,DNA連接酶的作用部位：,是磷酸二酯鍵（基本骨架為扶手）不是氫鍵（堿基對(duì)為梯子）,DNA連接酶,DNA聚合酶,連接DNA鏈,連接部位,雙鏈,在DNA片斷之間形成磷酸二酯鍵,單鏈,將單個(gè)脫氧核苷酸加到已存在的核酸片斷形成磷酸二酯鍵,比較DNA連接酶和DNA聚合酶,DNA連接酶的作用過程,要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來(lái)的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！用什么方法才能將外源基因（目的基因）送入受體細(xì)胞中呢？,三、分子運(yùn)輸車基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體,1.載體作用：2.常用載體：,將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞,質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等,認(rèn)識(shí)常用的載體質(zhì)粒,質(zhì)粒是基因工程常用的載體，一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于染色體或細(xì)菌擬核之外，能自我復(fù)制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子，對(duì)宿主細(xì)胞沒有影響，主要存在于細(xì)菌和酵母菌體內(nèi)。其中最常用的是大腸桿菌質(zhì)粒。,（1）本質(zhì)：DNA,質(zhì)粒,存在于許多細(xì)菌和酵母菌等生物中，是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子,（2）質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響,作為載體的必要條件,1.能夠在宿主細(xì)胞中大量復(fù)制并穩(wěn)定地保存2.具有多個(gè)限制酶切割切點(diǎn)，以便與外源基因（目的基因）連接3.具有標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選4.對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害、易分離,真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造過的！,1.在基因工程中，切割運(yùn)載體和含有目的基因的DNA片段，需使用（）同種限制酶B.兩種限制酶同種連接酶D.兩種連接酶,基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的步驟是（）A、人工合成目的基因B、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D、目的基因的檢測(cè)和表達(dá),要使目的基因與對(duì)應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是()限制酶DNA連接酶解旋酶還原酶,2.基因工程的正確操作步驟是（）使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測(cè)目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求提取目的基因,3.實(shí)施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識(shí)別分子的順序，切點(diǎn)在和之間，這是利用了酶的（）高效性專一性多樣性催化活性易受外界影響,下面是DNA的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中110的名稱。,1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鳥嘌呤4.胸腺嘧啶5.脫氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脫氧核苷酸8.堿基對(duì)9.氫鍵10.脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈,【課堂反饋】,例題：分析下面的概念圖，回答有關(guān)問題：,（1）圖中B是，F(xiàn)是，G是。（2）1個(gè)A與C有兩種比例關(guān)系：和。（3）每個(gè)C含有個(gè)D，每個(gè)D中可以由個(gè)E組成。,蛋白質(zhì),含氮堿基,脫氧核糖,1：1,1：2,許多,許多,（4）D和A的位置關(guān)系：。（5）