基因工程的原理和技術(shù)

第二節(jié)

基因工程的原理和技術(shù)基因工程步驟基因工程的基本操作步驟：1）獲得目的基因；2）形成重組DNA分子；3）將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞；4）篩選含有目的基因的受體細(xì)胞；5）目的基因的表達(dá)。步驟1：獲得目的基因目的基因：是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因

如人的胰島素基因、干擾素基因、白細(xì)胞介素基因、植物的抗病基因、抗蟲基因、抗除草劑基因、種子貯藏蛋白的基因等。獲得目的基因的方法：已知序列未知序列化學(xué)方法合成利用PCR技術(shù)擴(kuò)增從基因文庫(kù)獲得人工合成基因的方法反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列目的基因

基因DNA文庫(kù)的構(gòu)建

將總DNA經(jīng)過(guò)酶解，分離不同長(zhǎng)短的DNA片段。包含的基因片段分別克隆在質(zhì)?；蚴删w載體上，轉(zhuǎn)入細(xì)菌或體外包裝到噬菌體顆粒上便構(gòu)成了該生物的基因文庫(kù)。循環(huán)變性退火延伸目的基因的擴(kuò)增呈指數(shù)形式擴(kuò)增（2n）PCR技術(shù)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。可以獲得大量的目的基因。步驟2、重組DNA分子的形成：質(zhì)粒DNA分子同種限制酶一個(gè)切口兩個(gè)黏性末端兩個(gè)切口獲得目的基因DNA連接酶重組DNA分子（重組質(zhì)粒）GAATTCCGTAGAATTCGGATTCTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG思考：目的基因、運(yùn)載體質(zhì)粒經(jīng)DNA連接酶處理，可能有幾種產(chǎn)物？1、目的基因與目的基因結(jié)合；2、質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合；3、目的基因與質(zhì)粒結(jié)合。（1）常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞等。步驟3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

（2）導(dǎo)入方法：（3）導(dǎo)入過(guò)程：受體細(xì)胞：細(xì)菌CaCL2細(xì)胞壁的通透性增大重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞目的基因隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞顯微注射技術(shù)提純基因表達(dá)載體體外顯微注射入受精卵受精卵移植①直接導(dǎo)入法：電擊、顯微注射、直接吸收、基因槍等方法。（1）電擊法：借助電擊儀高壓脈沖把目的基因打入宿主細(xì)胞。（2）顯微注射法：利用微量注射器在顯微鏡下直接把目的基因注入宿主細(xì)胞。（3）直接吸收法：把目的基因和宿主細(xì)胞混在一起，讓其吸收。（4）基因槍法：在金屬微粒上涂一層目的基因，然后發(fā)射到宿主細(xì)胞中。②間接導(dǎo)入法：常用的載體是質(zhì)粒、λ噬菌體。（1）質(zhì)粒是細(xì)菌染色體DNA以外的環(huán)狀雙鏈DNA分子，它能自我復(fù)制，也可整合到細(xì)胞染色體DNA中與其一起表達(dá)。質(zhì)粒通常還含有標(biāo)記基因，這可以從細(xì)胞的表型特征來(lái)識(shí)別。（2）λ噬菌體是一種細(xì)菌病毒，其環(huán)狀雙鏈DNA可以作為目的基因的載體。步驟4、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞

抗四環(huán)素基因重組DNA四環(huán)素生長(zhǎng)被抑制正常生活四環(huán)素步驟5、目的基因的表達(dá)1、特定性狀的產(chǎn)生與否；2、是否產(chǎn)生特定的產(chǎn)物。DNA雜交技術(shù)思考：干擾素是一種抗病毒藥物，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，假如現(xiàn)在要用大腸桿菌來(lái)生產(chǎn)抗病毒干擾素，如何操作？載體質(zhì)粒外源DNA片段外源DNA插入剪切引入宿主細(xì)胞選出含有重組DNA的細(xì)胞擴(kuò)增A

從人的淋巴細(xì)胞中提取干擾素基因，轉(zhuǎn)移到大腸桿菌質(zhì)粒中，再導(dǎo)入到其體內(nèi)。(畫圖講解)

如下圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”示意圖基因工程的基本操作程序1、目的基因的獲取2、形成重組DNA分子3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞（1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目