2基因工程的基本工具

1、從以下敘述的事實中你能得到什么結(jié)論？從以下敘述的事實中你能得到什么結(jié)論？人的人的-珠蛋白的基因中，外顯子的堿基對在整個基因堿基對珠蛋白的基因中，外顯子的堿基對在整個基因堿基對中所占的比例為中所占的比例為(146(1463)3)1 7001 700100%=26%100%=26%。人的凝血因子的基因中，外顯子的堿基對在整個基因中所占的人的凝血因子的基因中，外顯子的堿基對在整個基因中所占的比例為比例為(2 552(2 5523)3)186 000186 000100%=4%100%=4%。在真核細胞中，不同基因的編碼序列在真核細胞中，不同基因的編碼序列( (或非編碼序列或非編碼序列) )，在各自基

2、因中所占的比例是不同的；在各自基因中所占的比例是不同的；在真核細胞中，編碼序列在整個基因中所占比例較少，在真核細胞中，編碼序列在整個基因中所占比例較少，而非編碼序列所占的比例較大。體現(xiàn)了真核細胞基因結(jié)而非編碼序列所占的比例較大。體現(xiàn)了真核細胞基因結(jié)構(gòu)及其功能的復雜性。構(gòu)及其功能的復雜性。 復習鞏固復習鞏固 真核細胞的基因結(jié)構(gòu)在遺傳學上通常將能編碼蛋真核細胞的基因結(jié)構(gòu)在遺傳學上通常將能編碼蛋白質(zhì)的基因稱為白質(zhì)的基因稱為結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因。真核生物的結(jié)構(gòu)基因是斷裂真核生物的結(jié)構(gòu)基因是斷裂的基因。的基因。一個斷裂基因能夠含有若干段編碼序列一個斷裂基因能夠含有若干段編碼序列，這些，這些可以編碼的序列稱

3、為外顯子。在兩個外顯子之間被一段可以編碼的序列稱為外顯子。在兩個外顯子之間被一段不編碼的間隔序列隔開，這些間隔序列稱為內(nèi)含子。每不編碼的間隔序列隔開，這些間隔序列稱為內(nèi)含子。每個斷裂基因在第一個和最后一個外顯子的外側(cè)各有一段個斷裂基因在第一個和最后一個外顯子的外側(cè)各有一段非編碼區(qū)，有人稱其為側(cè)翼序列。在側(cè)翼序列上有一系非編碼區(qū)，有人稱其為側(cè)翼序列。在側(cè)翼序列上有一系列調(diào)控序列列調(diào)控序列( (圖圖3-3)3-3)，主要包括，主要包括啟動子、增強子、終止啟動子、增強子、終止子等。子等。真核細胞基因結(jié)構(gòu)示意圖真核細胞基因結(jié)構(gòu)示意圖 人類基因組計劃主要內(nèi)容包括繪制人類基因組的人類基因組計劃主要內(nèi)容包括

4、繪制人類基因組的4 4張張圖，即遺傳圖，即遺傳( (連鎖連鎖) )圖、物理圖、圖、物理圖、dnadna序列圖和轉(zhuǎn)錄圖：序列圖和轉(zhuǎn)錄圖： (1)(1)遺傳圖遺傳圖遺傳圖是指基因或遺傳圖是指基因或dnadna標記標記( (如多肽性遺傳如多肽性遺傳標記標記) )在染色體上以遺傳距離表示相對位置的圖，又稱為在染色體上以遺傳距離表示相對位置的圖，又稱為連鎖圖。連鎖圖。 (2)(2)物理圖物理圖物理圖指表示物理圖指表示dnadna序列上序列上dnadna標記之間實際距標記之間實際距離的圖。離的圖。 (3)(3)序列圖序列圖序列圖是指整個人類基因組的核苷酸序列圖，序列圖是指整個人類基因組的核苷酸序列圖，也是

5、最詳盡的物理圖。也是最詳盡的物理圖。 (4)(4)轉(zhuǎn)錄圖轉(zhuǎn)錄圖 在整個人類基因組中，只有在整個人類基因組中，只有1%1%5%5%的的dnadna序序列為編碼序列。即可轉(zhuǎn)錄部分。所以，一張人類基因組列為編碼序列。即可轉(zhuǎn)錄部分。所以，一張人類基因組的轉(zhuǎn)錄圖的轉(zhuǎn)錄圖( (也稱也稱cdnacdna圖或表達序列圖圖或表達序列圖) )才是人類基因圖的才是人類基因圖的雛形。雛形。 基因工程的基本工具基因工程的基本工具0909年年1212月月2424日日定向基因改造設想定向基因改造設想 : 將將金芽孢桿菌抗蟲基因移植到棉金芽孢桿菌抗蟲基因移植到棉花的細胞中，使棉花具有抗蟲害的作用。花的細胞中，使棉花具有抗蟲害

6、的作用?？梢跃幋a蛋白質(zhì)可以編碼蛋白質(zhì) -目的基因目的基因基因工程的基本內(nèi)容基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程一、基因工程（基因拼接技術(shù)或（基因拼接技術(shù)或dnadna重組技術(shù)）重組技術(shù)）2 2、原理：基因重組、原理：基因重組3 3、研究水平：分子水平、研究水平：分子水平1 1、概念、概念 在生物體外，通過對在生物體外，通過對dnadna分子進行人工分子進行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因然后導入受體細胞內(nèi)進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出

7、人類所需要的基因產(chǎn)物的方法。它能定向改造生物的遺傳性狀。物的方法。它能定向改造生物的遺傳性狀。 將抗蟲基因移植到棉花的細胞中，使棉花將抗蟲基因移植到棉花的細胞中，使棉花具有抗蟲害的作用。假如你作為一名研究者來具有抗蟲害的作用。假如你作為一名研究者來完成這一項工作，那么你會遇到哪些困難或需完成這一項工作，那么你會遇到哪些困難或需要解決哪些問題呢？要解決哪些問題呢？ 1 1、如何將抗蟲基因從蘇云金芽孢桿、如何將抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌的菌的dnadna上切割下來？上切割下來？ 2 2、如何將抗蟲基因送入棉花細胞中？、如何將抗蟲基因送入棉花細胞中？基因工程的基本內(nèi)容基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程的概

8、念一、基因工程的概念原理：基因重組原理：基因重組研究水平：分子水平研究水平：分子水平二、基因操作的工具二、基因操作的工具1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶g a a t t cgc t t a aa a t t cg c t t a a g例如：從大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的一種限制性內(nèi)切酶例如：從大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的一種限制性內(nèi)切酶黏性末端黏性末端基因工程的基本內(nèi)容基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程的概念一、基因工程的概念原理：基因重組原理：基因重組研究水平：分子水平研究水平：分子水平二、基因操作的工具二、基因操作的工具1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶各種限制酶能識別和

9、切割不同的序列，各種限制酶能識別和切割不同的序列，即具有專一性即具有專一性 基因工程的基本內(nèi)容基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程的概念一、基因工程的概念原理：基因重組原理：基因重組研究水平：分子水平研究水平：分子水平二、基因操作的工具二、基因操作的工具1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶具有專一性具有專一性2 2、基因的針線、基因的針線dnadna連接酶連接酶思考：思考： dnadna連接酶催化的是連接酶催化的是dnadna結(jié)構(gòu)中的哪根結(jié)構(gòu)中的哪根化學鍵？化學鍵？基因工程的基本內(nèi)容基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程的概念一、基因工程的概念原理：基因重組原理：基因重組研究水平：分子水平

10、研究水平：分子水平二、基因操作的工具二、基因操作的工具1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶具有專一性具有專一性2 2、基因的針線、基因的針線dnadna連接酶連接酶 使前一個脫氧核苷酸鏈的脫氧核糖和下一個脫氧使前一個脫氧核苷酸鏈的脫氧核糖和下一個脫氧核苷酸鏈的磷酸連接起來核苷酸鏈的磷酸連接起來基因工程的基本內(nèi)容基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程的概念一、基因工程的概念原理：基因重組原理：基因重組研究水平：分子水平研究水平：分子水平二、基因操作的工具二、基因操作的工具1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶具有專一性具有專一性2 2、基因的針線、基因的針線dnadna

11、連接酶連接酶3 3、基因的運輸工具、基因的運輸工具運載體運載體基因工程的基本內(nèi)容基因工程的基本內(nèi)容一、基因工程的概念一、基因工程的概念原理：基因重組原理：基因重組研究水平：分子水平研究水平：分子水平二、基因操作的工具二、基因操作的工具1 1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶具有專一性具有專一性2 2、基因的針線、基因的針線dnadna連接酶連接酶3 3、基因的運輸工具、基因的運輸工具運載體運載體運載體必須具備的特點運載體必須具備的特點能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。具有多個限制酶切點。具有多個限制酶切點。具有某些標記基因。具有某些標記基因。1、只有原核生物才具有質(zhì)粒嗎？2、質(zhì)粒都是環(huán)狀dna分子，對不？質(zhì)粒一般存在原核細胞體內(nèi)，但是真核細胞也有，比如質(zhì)粒一般存在原核細胞體內(nèi)，但是真核細胞也有，比如酵母菌。酵母菌的質(zhì)粒存在于細胞質(zhì)中。酵母菌。酵母菌的質(zhì)粒存在于細胞質(zhì)中。1 1、目前已普遍認為質(zhì)粒僅指細菌、酵母和放線菌等生、目前已普遍認為質(zhì)粒僅指細菌、酵母和放線菌等生物中染色體以外的單純物中染色體以外的單純dnadna分子；分子；2 2、某些質(zhì)粒既能獨立存在于細胞中，又能整合到染色、某些質(zhì)粒既能獨立存在于細胞中，又能整合到染色體上，這種