(理)XXXX-03-08專題1 基因工程的基本操作程序

1、高二年級 生物專題專題1-2高二高二20102010年上學期年上學期u目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定u目的基因的獲取目的基因的獲取u基因表達載體的構建基因表達載體的構建u將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞高二高二20102010年上學期年上學期1 1、什么是目的基因？、什么是目的基因？2 2、獲取目的基因的方法有哪些？其操、獲取目的基因的方法有哪些？其操作過程分別是怎樣的？作過程分別是怎樣的？請閱讀請閱讀P9P9第一和二兩段第一和二兩段高二高二20102010年上學期年上學期高二高二20102010年上學期年上學期從從基因文庫基因文庫中獲取目的基因中獲取目的基因基因文庫基因

2、文庫 基因組文庫基因組文庫部分基因文部分基因文庫庫高二高二20102010年上學期年上學期基因文庫的構建過程基因文庫的構建過程限制酶限制酶拼接到載體上拼接到載體上導入受體細胞擴增導入受體細胞擴增 將含有某種生將含有某種生物不同基因的許物不同基因的許多多DNADNA片斷片斷, ,導入導入到到中中, ,各個受體菌各個受體菌分別含有這種生分別含有這種生物的不同基因物的不同基因, ,稱為基因文庫。稱為基因文庫?；蚪M文庫基因組文庫高二高二20102010年上學期年上學期cDNAcDNA文庫的構建文庫的構建-反轉錄法：反轉錄法： 以目的基因轉錄以目的基因轉錄成的信使成的信使RNARNA為模板，為模板，反

3、轉錄成互補的單鏈反轉錄成互補的單鏈DNADNA，然后在酶的作用然后在酶的作用下合成雙鏈下合成雙鏈DNADNA，從而從而獲得所需的基因。獲得所需的基因。目的基因的目的基因的mRNAmRNA單鏈單鏈DNADNA反轉錄酶反轉錄酶DNADNA聚合酶聚合酶雙鏈雙鏈DNADNA( (目的基因目的基因) )基因文庫的構建過程基因文庫的構建過程高二高二20102010年上學期年上學期基因組文庫和部分基因組文庫基因組文庫和部分基因組文庫(cDNA文庫文庫)比較比較高二高二20102010年上學期年上學期高二高二20102010年上學期年上學期怎樣從基因文庫中得到我怎樣從基因文庫中得到我們所需的目的基因呢們所需的

4、目的基因呢? ?高二高二20102010年上學期年上學期依據(jù)依據(jù)-目的基因的有關信息。目的基因的有關信息。如：根據(jù)基因的核苷酸序列如：根據(jù)基因的核苷酸序列 基因在染色體上的位置基因在染色體上的位置 基因的轉錄產物基因的轉錄產物mRNAmRNA 基因翻譯產物蛋白質等特性?；蚍g產物蛋白質等特性。高二高二20102010年上學期年上學期1 1、原核細胞的基因結構、原核細胞的基因結構非非編碼區(qū)編碼區(qū)非非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游編碼區(qū)下游 與與RNARNA聚合酶結合位點聚合酶結合位點啟動子啟動子終止子終止子啟動子：啟動子：位于基因的首端的一段特殊的位于基因的首端的一段

5、特殊的DNADNA片斷，片斷，它是它是RNARNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出動基因轉錄出mRNAmRNA，最終獲得蛋白質，最終獲得蛋白質終止子：終止子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片斷，片斷，能終止能終止mRNAmRNA的轉錄的轉錄高二高二20102010年上學期年上學期RNARNA聚合酶聚合酶: :能夠識別啟動子上結合位點的一種能夠識別啟動子上結合位點的一種蛋白質蛋白質. . RNARNA聚合酶能夠識別調控序列中的結合位點，聚合酶能夠識別調控序列中的結合位點，并與其結合。并與其結合。 轉錄開始后，轉

6、錄開始后，RNARNA聚合酶沿聚合酶沿DNADNA分子移動，并分子移動，并以以DNADNA分子的一條鏈為模板合成分子的一條鏈為模板合成RNARNA。 轉錄完畢后，轉錄完畢后，RNARNA鏈釋放出來，緊接著鏈釋放出來，緊接著RNARNA聚聚合酶也從合酶也從DNADNA模板鏈上脫落下來。模板鏈上脫落下來。高二高二20102010年上學期年上學期不能轉錄為信使不能轉錄為信使RNARNA，不能不能 編碼蛋白質。編碼蛋白質。：能轉錄相應的信使：能轉錄相應的信使RNARNA，能能 編碼蛋白質編碼蛋白質 編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)原核原核細胞細胞 基因基因結構結構有調控遺傳信息表達的核有調控遺傳信息表達的

7、核 苷酸序列苷酸序列. .包括啟動子和終止子包括啟動子和終止子高二高二20102010年上學期年上學期2.2.真核細胞的基因結構真核細胞的基因結構編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)內含子內含子 外顯子外顯子 轉錄轉錄mRNAmRNA前體前體加工加工翻譯翻譯肽鏈肽鏈啟動子啟動子終止子終止子成熟成熟mRNAmRNA能夠編碼蛋白質的序列。能夠編碼蛋白質的序列。 不能夠編碼蛋白質的序列。不能夠編碼蛋白質的序列。 外顯子外顯子: : 內含子內含子: : 高二高二20102010年上學期年上學期真核真核細胞細胞的的 基因基因結構結構編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)外顯外顯子：能編碼蛋白質的序列子：能

8、編碼蛋白質的序列內含子：不能編碼蛋白質的序列內含子：不能編碼蛋白質的序列：有調控作用的核苷酸序列，：有調控作用的核苷酸序列， 包括位于編碼區(qū)上游的包括位于編碼區(qū)上游的RNARNA 聚合酶結合位點（啟動子）。聚合酶結合位點（啟動子）。非非編碼序列：編碼序列： 包括非編碼區(qū)和內含子包括非編碼區(qū)和內含子高二高二20102010年上學期年上學期原核細胞原核細胞真核細胞真核細胞不同點不同點編碼區(qū)是編碼區(qū)是_的的編碼區(qū)是間隔的、編碼區(qū)是間隔的、_的的相同點相同點都由都由能夠編碼蛋白質的能夠編碼蛋白質的_和具和具有調控作用的有調控作用的_區(qū)組成的區(qū)組成的3 3、原核細胞與真核細胞的基因結構比較、原核細胞與真

9、核細胞的基因結構比較思思考考編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質，原核編碼相同數(shù)目氨基酸的蛋白質，原核細胞與真核細胞基因結構一樣長嗎？細胞與真核細胞基因結構一樣長嗎？連續(xù)連續(xù)不連續(xù)不連續(xù)編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼非編碼高二高二20102010年上學期年上學期PCRPCR的全稱：的全稱： 聚合酶鏈式反應聚合酶鏈式反應PCRPCR的原理：的原理： DNADNA復制復制 PCRPCR技術擴增目的基因技術擴增目的基因的的前提條件：前提條件：要有一段已知的目的基因的核苷酸序列。要有一段已知的目的基因的核苷酸序列。選修選修1P58高二高二20102010年上學期年上學期模板模板原料原料引物引物酶酶控制溫度控制溫度利用利用P

10、CRPCR技術技術擴增目的基因擴增目的基因目的基因目的基因DNADNA四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸如單鏈如單鏈DNADNA分子片段分子片段耐熱的耐熱的DNADNA聚合酶聚合酶PCRPCR儀自動調控儀自動調控PCRPCR的條件：的條件：高二高二20102010年上學期年上學期條件：條件：基因基因較小較小，核苷酸序列，核苷酸序列已知已知。高二高二20102010年上學期年上學期用切目的基因相用切目的基因相同的限制性內切同的限制性內切酶切割質粒酶切割質粒高二高二20102010年上學期年上學期高二高二20102010年上學期年上學期目的基因目的基因高二高二20102010年上學期年上學期1 1、基因

11、表達載體的組成、基因表達載體的組成目的基因目的基因啟動子啟動子:終止子終止子:標記基因等標記基因等一段有特殊結構的一段有特殊結構的DNADNA片段片段。位于基因的首端。位于基因的首端。一段有特殊結構的一段有特殊結構的DNADNA片段片段。位于基因的尾端。位于基因的尾端。高二高二20102010年上學期年上學期啟動子的作用：啟動子的作用：終止子作用：終止子作用：使轉錄在所需要的地方停止使轉錄在所需要的地方停止。標記基因作用：標記基因作用： 是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基 因，從而將有目的基因的細胞篩選出來，因，從而將有目的基因的細胞篩選出來，如青霉素基因。如青霉素基因。 是是RNARNA聚合酶識別和結合的部位聚合酶識別和結合的部位，有了它才，有了它才能驅動基因轉錄