生物1 2基因工程的基本操作程序課件

現(xiàn)代生物科技專題,1.2基因工程的基本操作程序,目的基因的獲取,基因表達(dá)載體的構(gòu)建,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,基因工程操作的動(dòng)畫,目的基因的表達(dá)和檢測(cè),基因工程的基本操作程序,什么叫基因？,基因有遺傳效應(yīng)的DNA片段。,什么叫遺傳效應(yīng)？,遺傳效應(yīng)能轉(zhuǎn)錄為mRNA，繼而翻譯為蛋白質(zhì)；能轉(zhuǎn)錄為核糖體RNA；能轉(zhuǎn)錄為轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。,基因工程的目的基因從供體轉(zhuǎn)移到受體的基因。,與生物抗逆性相關(guān)的基因與優(yōu)良品質(zhì)相關(guān)的基因與生物藥物和保健品相關(guān)的基因與毒物降解相關(guān)的基因與工業(yè)所需酶相關(guān)的基因具有調(diào)控作用的因子,？,1、獲取目的基因的方法有哪些？2、什么叫基因文庫(kù)，它包括哪些種類？3、用PCR技術(shù)擴(kuò)增基因需要哪些原料？,1、人工合成,2、從基因文庫(kù)中獲取,3、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增,(基因比較小，序列已知),聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),目的基因的獲取,人工合成目的基因,DNA合成儀,基因文庫(kù)的構(gòu)建,1、某科研小組發(fā)現(xiàn)一種新的稀有植物，為了保護(hù)基因多樣性的潛在價(jià)值，簡(jiǎn)述怎樣構(gòu)建該植物的基因組文庫(kù)。,2、某科研小組在深海發(fā)現(xiàn)一種強(qiáng)抗寒的魚類,經(jīng)研究找到了其中的抗寒基因，為了儲(chǔ)存該抗寒基因以備利用，簡(jiǎn)述怎樣構(gòu)建該魚抗寒基因的cDNA文庫(kù)。,RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄的過程,逆轉(zhuǎn)錄酶,DNA聚合酶,?,為什么cDNA文庫(kù)中不含啟動(dòng)子、內(nèi)含子？,原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu),編碼區(qū),非編碼區(qū),非編碼區(qū),編碼區(qū)上游,編碼區(qū)下游,調(diào)控遺傳信息的表達(dá)(調(diào)控序列),原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu),啟動(dòng)子.VS.起始密碼/終止子.VS./終止密碼,存在分子：,作用：,DNA(基因),啟動(dòng)/終止轉(zhuǎn)錄,mRNA,起始/終止翻譯,mRNA中存在啟動(dòng)子/終止子的序列嗎？,？,編碼區(qū),非編碼區(qū),非編碼區(qū),外顯子(能編碼蛋白質(zhì)),啟動(dòng)子,內(nèi)含子(不能編碼蛋白質(zhì)),真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu),上游,終止子,下游,真核細(xì)胞的一個(gè)基因的編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄出mRNA前體，需把其中的內(nèi)含子切除，外顯子拼接成成熟mRNA。,(結(jié)構(gòu)基因),逆轉(zhuǎn)錄,從基因文庫(kù)獲取目的基因,根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，如：基因的已知核苷酸序列；基因的功能；基因在染色體上的位置；基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA；基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)；,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）,體外擴(kuò)增DNA,5,3,DNA復(fù)制的條件：模板DNA、脫氧核苷酸、解旋酶、引物酶、DNA聚合酶、DNA連接酶,PCR技術(shù),DNA的基本單位核苷酸,核苷酸的衍生物,NDP、NTPdNDP、dNTP,5,3,DNA復(fù)制的條件：模板DNA、（dNTP）、解旋酶、引物酶、DNA聚合酶、DNA連接酶,引物,高溫變性,中溫延伸,低溫復(fù)性,PCR,加熱變性,退火復(fù)性,延伸,PCR循環(huán),PCR技術(shù),PCR反應(yīng)體系中目的基因成指數(shù)(2n)形式擴(kuò)增,?,1個(gè)DNA分子進(jìn)行PCR擴(kuò)增,循環(huán)4次，理論上至少需要幾個(gè)引物？,細(xì)胞內(nèi)復(fù)制.VS.PCR擴(kuò)增,DNA母鏈,4種dNTP,TaqDNA聚合酶,引物（2個(gè)snDNA）,溫度控制,1）模板：2）原料：3）酶：,DNA母鏈,4種dNTP,解旋酶DNA聚合酶引物酶DNA連接酶,DNA增殖,4）特點(diǎn):,半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制,(不用DNA連接酶),半保留復(fù)制,全解旋再?gòu)?fù)制,PCR擴(kuò)增儀,？,1、基因表達(dá)載體包括哪些必需組分？2、將目的基因?qū)胫参?、?dòng)物、微生物細(xì)胞的方法分別有哪些？3、目的基因的檢測(cè)有哪些方法？,基因表達(dá)載體的構(gòu)建,基因表達(dá)除含有目的基因外，還需要以下元件：,啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,轉(zhuǎn)化,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法花粉管通道法顯微注射技術(shù)感受態(tài)法,受體細(xì)胞,植物cell,動(dòng)物cell,原核cell,植物腫瘤,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,適用于雙子葉植物裸子植物,適用于單子葉植物,基因槍法,胚珠,花藥,花絲,柱頭,花柱,子房壁,子房,雄蕊,雌蕊,花粉管通道法,適用于被子植物,種子植物,裸子植物,被子植物,雙子葉植物,單子葉植物,:松、柏、杉,:花生、大豆、棉花,:水稻、小麥、玉米,雙子葉植物網(wǎng)狀脈,單子葉植物平行脈,顯微注射技術(shù),目的基因的表達(dá)和檢測(cè),接種實(shí)驗(yàn),抗原抗體雜交法,DNA-RNA分子雜交法,DNA分子雜交法,DNA分子雜交,基因探針，是一段帶有檢測(cè)標(biāo)記，且序列已知的，與目的基因互補(bǔ)的核酸序列?；蛱结樛ㄟ^分子雜交與目的基因結(jié)合