1.1 DNA重組技的基本工具.ppt

1、DNA重組技的基本工具,專題基因工程,什么叫基因工程？,基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。該技術(shù)是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，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，使重組基因在受體細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。,（一）基因工程的概念,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,人類需要的基因產(chǎn)物,剪切, 拼接, 導入, 表達,基因重組,基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：,普通棉花(無抗蟲特性),蘇云金芽孢桿菌,提取,抗蟲基因,與運載體DNA拼接 導入,棉花細胞(含抗蟲基因),棉花植株(有抗蟲特性),上述培育抗

2、蟲棉的關(guān)鍵步驟是什么？,基因工程培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟：,關(guān)鍵步驟一：,抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取出來,關(guān)鍵步驟二：,抗蟲基因與運載體DNA連接,關(guān)鍵步驟三：,抗蟲基因?qū)胧荏w(棉花)細胞,解決培育抗蟲棉的關(guān)鍵步驟需要哪些工具？,關(guān)鍵步驟一的工具： 關(guān)鍵步驟二的工具： 關(guān)鍵步驟三的工具：,基因的剪刀限制性核酸內(nèi)切酶 基因的針線DNA連接酶 基因的運載工具運載體,1. 限制性核酸內(nèi)切酶“分子手術(shù)刀”,限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進行的，故名限制性內(nèi)切酶。 特點：特異性。 即一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能

3、在特定的切點上切割DNA分子。,（二）DNA重組技術(shù)的基本工具,大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。,限制酶,限制酶,什么叫黏性末端？,被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端。,要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產(chǎn)生幾個黏性末端？,要切兩個切口，產(chǎn)生四個黏性末端。,如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？,會產(chǎn)生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就似乎可以合成重組的DNA分子了。,2. DNA連接酶“分子縫合針”,DNA連接酶可把黏性末端之

4、間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。,外源基因(如抗蟲基因)怎樣才能導入受體細胞(如棉花細胞)？,導入過程需要運輸工具運載體。,運載體的作用有哪些？,作用一：作為運載工具，將外源基因(抗蟲基因)轉(zhuǎn)移到受體細胞(棉花細胞)中去。 作用二：利用運載體在受體細胞(棉花細胞)內(nèi)，對外源基因(抗蟲基因)進行大量復制。,作為運載體必須具備哪些條件？,1）能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存。 2）載體DNA必須有一個或多個限制酶切點，以便目的基因插入到載體上去。 3）具有某些標記基因，便于進行篩選。 如抗菌素的抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應的基因等。 載體DNA

5、必須是安全的,不會對受體細胞有害,或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去; 5) 載體DNA分子大小應適合,以便提取和在體外進行操作,太大就不便操作.,3.基因進入受體細胞的運載”分子運輸車”,常用的運載體主要有兩類： 1）細菌細胞質(zhì)的質(zhì)粒 2）噬菌體或某些動植物病毒,質(zhì)粒：,質(zhì)粒是染色體外能夠進行自主復制的遺傳單位，包括真核生物的細胞器和細菌細胞中核區(qū)外的DNA分子?，F(xiàn)在習慣上用來專指細菌、酵母菌和放線菌等生物中染色體DNA以外的DNA分子。 質(zhì)粒是基因工程最常用的運載體。 絕大多數(shù)細菌質(zhì)粒都是閉合環(huán)狀DNA分子。有的一個細菌中有一個，有的一個細菌中有多個。,大腸桿菌的質(zhì)粒：,最常用的質(zhì)

6、粒是大腸桿菌的質(zhì)粒，其中常含有抗藥基因，如四環(huán)素的標記基因。質(zhì)粒的存在與否對宿主細胞生存沒有決定性作用，但復制只能在宿主細胞內(nèi)成。,雙基練習：,一、基因工程的概念 基因工程是指按照人們的愿望,進行嚴格的設(shè)計,通過體外_和_等技術(shù),賦予生物以新得遺傳特性,創(chuàng)造出符合人們的需要的新的_和_.又叫做DNA的重組技術(shù) . 二、DNA重組技術(shù)的基本工具 1.限制性核酸內(nèi)切酶-”分子手術(shù)刀” (1)主要來源:從_生物中分離出來的. (2)特點:能夠識別DNA特定的核苷酸序列,切開,兩個_之間的_ . (3) DNA末端:限制酶切割DNA產(chǎn)生的DNA末端有兩種形式:_和_. 2. DNA連接酶-”分子縫合針” (1)作用:將雙鏈DNA_,恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的_. (2)種類: E.coli DNA連接酶:只能縫合DNA的_ T4 DNA連接酶:既可縫合DNA的_,又可縫合雙鏈DNA的_.,3.基因進入受體細胞的載體-”分子運輸車” (1)載體的種類 質(zhì)粒:是一種裸露的,結(jié)構(gòu)簡單