1.4　蛋白質(zhì)工程的崛起

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握基因工程操作的工具。 2 .掌握基因工程操作的基本步驟。 3 .了解基因工程的應(yīng)用。 4 .了解有關(guān)蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容。 基因工程，一，基因工程的概念，基因重組技術(shù)或DNA重組技術(shù)，生物體外，基因，DNA分子水平，人類需要的生物類型和生物制品，剪切，組合，導(dǎo)入，表達(dá)，基因重組，基因工程，DNA重組技術(shù)。 指應(yīng)人們的要求，在DNA分子水平上進(jìn)行嚴(yán)格的修訂，通過體外DNA重組和基因重組技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造適合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。 1“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶(限制性酶) (1)存在：主要存在于原核生物中。 (2)特性：一種限制酶只能識別一個特定的核苷酸

2、序列，并且能在特定的切點(diǎn)切斷DNA分子。 (3)產(chǎn)生的末端：粘性末端，平末端，試驗(yàn)點(diǎn)1 :基因工程操作工具，2“分子縫合針”DNA脂肪酶，3“分子運(yùn)輸車”載體(1)載體具備的條件：可復(fù)制到受體細(xì)胞，穩(wěn)定保存。 具有用于插入外來DNA片段的1多個限制酶接點(diǎn)。 具有用于重組DNA鑒定和選擇的標(biāo)記基因。 (2)最常用的載體是質(zhì)粒，它是裸體、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌偽核、具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。 (3)其他載體：噬菌體的衍生物、動植物病毒。 目的特別注意基因的獲取和載體的切割使用相同的限制酶，以產(chǎn)生相同的粘性末端為目的。 為了得到一個目的基因，必須限制酶切兩次，產(chǎn)生合訂的4個粘性末端或平末端

3、。 限制酶切位點(diǎn)的選擇需要保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測。 雙酶切：目的基因的目的基因、目的基因載體、載體等，防止目的基因與載體酶切后的末端任意連接。 目標(biāo)基因的獲得、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目標(biāo)基因的表達(dá)和檢測、目標(biāo)基因的表達(dá)和檢測、目標(biāo)基因的表達(dá)和檢測、目標(biāo)基因的表達(dá)和檢測、目標(biāo)基因的表達(dá)和檢測、目標(biāo)基因的表達(dá)和檢測、目標(biāo)基因的表達(dá)。 測試點(diǎn)2 :基因工程操作過程：RNA聚合酶識別結(jié)合、終結(jié)子、1、編碼區(qū)：可以轉(zhuǎn)錄對應(yīng)的信使RNA，編碼蛋白質(zhì)序列。 2、非編碼區(qū)：不編碼調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列(啟動子、終止子)、蛋白質(zhì)。 原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)(補(bǔ)充知識)、真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)(補(bǔ)充知識)、編

4、碼區(qū)、內(nèi)含子、外顯子、啟動子、終止子、RNA聚合酶識別、非編碼序列：包括非編碼區(qū)和內(nèi)含子在內(nèi)的1獲得性基因、限制酶、 基因組DNA、轉(zhuǎn)基因、轉(zhuǎn)化細(xì)菌的目的是分離有用的目標(biāo)基因和保存某種生物的所有基因。 cDNA (互補(bǔ)DNA ) :生物某些特定器官或特定發(fā)育時期細(xì)胞內(nèi)的mRNA在體外逆轉(zhuǎn)錄形成的互補(bǔ)DNA片段，與載體連接儲存在受體菌群中，該受體菌群稱為該生物的cDNA文庫。 (2)cDNA文庫、基因重組、反轉(zhuǎn)錄酶、cDNA、因此，cDNA文庫的基因沒有內(nèi)含子。(3)PCR擴(kuò)增目的基因(體外擴(kuò)增)、1、過程、高溫變性(單鏈解旋)、低溫退火(引物與單鏈互補(bǔ)結(jié)合)、適宜延伸(Taq酶作用下合成與模板

5、互補(bǔ)的DNA雙鏈)、反復(fù)循環(huán)(模板、原料、酶、引物)、PCR技術(shù)與DNA分子復(fù)制比較從已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測相應(yīng)的信使RNA序列，然后根據(jù)堿基互補(bǔ)對的原則，推測其結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，采用化學(xué)方法，以一元酸為原料合成目標(biāo)基因。 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、推測、目的基因、化學(xué)合成、(1)使目的基因穩(wěn)定地存在于受體細(xì)胞中，并且在下一代基因的基礎(chǔ)上，使目的基因表達(dá)、發(fā)揮作用。 2基因表達(dá)載體的基因工程核心，復(fù)制原點(diǎn)目的基因啟動子啟動子基因，(2)組成：啟動子：位于基因前端的特殊DNA片段，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄mRNA。 終結(jié)子：在基

6、因末端的特殊DNA片段，可以完成mRNA的轉(zhuǎn)錄。 標(biāo)記基因：鑒別受體細(xì)胞中是否含有目標(biāo)基因，篩選有目標(biāo)基因的細(xì)胞。 3目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，4目的基因的檢測與鑒定，基因工程的應(yīng)用，1，抗蟲基因重組植物，Bt毒蛋白基因，蛋白酶抑制劑基因，淀粉樣變抑制劑基因，、植物基因工程豐富，2，抗病基因重組生物， 目的基因包括3 .抗逆轉(zhuǎn)基因作物4，轉(zhuǎn)基因改良植物的質(zhì)量，試驗(yàn)點(diǎn)3 :基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程，1，為了提高動物的生長速度2，為了改善畜產(chǎn)品的質(zhì)量，目的基因：激素基因的生長，(2)動物基因工程前景廣闊， 例如將：腸糖化酶基因?qū)肽膛；蚪M，3，用基因重組動物生產(chǎn)藥物的動物乳腺生物反應(yīng)器，4，將基因

7、重組動物作為器官移植的供體，例如將供體基因組導(dǎo)入某種基因調(diào)節(jié)因子，抑制抗原決定基因的表達(dá)，去除抗原決定基因，庫克(3)基因工學(xué)藥品異軍突起工學(xué)菌：用基因工學(xué)的方法使外來基因高效表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。 (4)基因診斷和基因治療1、體內(nèi)基因治療2、體外基因治療，如白細(xì)胞介素2、干擾素、乙肝疫苗等；(5)基因工程和環(huán)境保護(hù)1、環(huán)境監(jiān)測2、環(huán)境污染對策、集團(tuán)合作研究；(2)、(基因結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)、受體細(xì)胞、導(dǎo)入方式、生產(chǎn)乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的比較、蛋白質(zhì)工程：以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制備新的蛋白質(zhì)，以滿足人們對生產(chǎn)和生活的需要。

8、基因DNA、氨基酸序列多肽鏈、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)、期待功能、生物功能、mRNA、轉(zhuǎn)錄、翻譯、折疊、DNA合成、分子設(shè)定修訂、期待蛋白質(zhì)功能設(shè)定修訂所期待的蛋白質(zhì)推定所需的氨基酸序列所對應(yīng)的脫氧核苷酸序列基因工程中利用的酶中，有些需要用蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。如下圖所示，2個核酸片段在適當(dāng)條件下，在x酶的催化作用下，x酶為() a連接酶BRNA聚合酶CDNA聚合酶d限制酶(解析)基因操作的工具為基因的剪刀限制酶、基因的針線DNA連接酶、基因的運(yùn)輸工具載體。 DNA連接酶的作用部位是磷酸和脫氧核糖間的結(jié)合，即磷酸二脂結(jié)合的形成，即“縫合”2根DNA末端間的間隙。 關(guān)于a，1，基因工程操作工具，反饋達(dá)成，2，基因工程的基本操作步驟，以下關(guān)于基因工程技術(shù)的正確記述，() a重組DNA技術(shù)用的工具酶是限制酶， 脂肪酶和載體b的所有限制酶識別同一特定的核苷酸序列c作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞選擇細(xì)菌是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快，載體是基因的輸送手段，目的基因一旦進(jìn)入受體細(xì)胞，受體細(xì)胞就顯示特定的性狀，表達(dá)目的基因基因工程結(jié)果表明，完成目標(biāo)基因的表達(dá)，生產(chǎn)目標(biāo)基因的產(chǎn)物，選擇受體細(xì)胞的重要條件是能夠快速繁殖。 【答案】c，3，基因工程的應(yīng)用，在應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中，必須使用基