DNA重组技术的基本工具(市级公开课)ppt课件.ppt

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1、设想一,能否培养出具有抗虫性状的抗虫棉呢?,胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取,产量低成本高。而微生物生长迅速,容易控制。于是科学家设想,若能将人的胰岛素基因导入微生物体内,并得以表达,就不仅能解决产量问题,还能大大降低生产成本,使药品价格大幅下降。,设想二,能否让微生物产生出人的胰岛素等珍贵药物?,这些定向改造基因的设想能实现吗?,经过多年的努力,科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 基因工程,基因工程的概念,基因工程:指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生

2、物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的基因产物,剪切,拼接,导入,表达,基因重组,基因工程的概念,基因工程培育抗虫棉的简要过程:,抗虫棉的培育有哪些关键步骤?,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?,基因工程培育抗虫棉的关键步骤:,关键步骤一:,抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来,关键步骤二:,抗虫基因与棉花DNA“缝合”,关键步骤三:,抗虫基因进入棉花细胞,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?,“分子手术刀”限制性核酸内切酶,“分子缝合针”DN

3、A连接酶,“分子运输车”基因进入受体细胞的载体,DNA 重组技术的基本工具,本节知识内容,1-1 DNA重组技术的基本工具,专题一 基因工程,“分子手术刀”限制酶,“分子缝合针”DNA连接酶,“分子运输车”基因进入受体细胞的载体,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,主要是原核生物,4000种。,1、来源:,2、种类:,3、作用:,5、结果:,形成两种末端,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,4、切割方式:,错切和平切,G,限制酶切割磷酸二酯键,限制性内切酶作用过程,1、大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别GAATTC序列,并

4、在G和A之间切开形成黏性末端。2、Sma能识别CCCGGG序列,并在C和G之间切割形成平末端。,常见的两种限制酶,Sma,平末端平末端,EcoR,黏性末端,黏性末端,什么叫黏性末端?,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时,被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几个伸出的核苷酸,他们之间正好互补配对,这样的切口叫黏性末端。,什么叫平末端?,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时,切开的DNA两条单链的切口,是平整的,这样的切口叫平末端。,基因的针线:DNA连接酶,G,连接酶连接磷酸二酯键,DNA连接酶的作用过程:,二、分子缝合针DNA连接酶,T,磷酸二酯键,A,作用部位:,是磷酸二酯键(扶手)

5、不是氢键(梯子),DNA连接酶将两条DNA链连接起来的酶。,连接黏性末端,连接黏性末端和平末端,分类,作用,E.coli DNA连接酶,连接酶种类:,T4DNA连接酶,DNA聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点?,DNA连接酶,DNA聚合酶,连接DNA链,连接部位,双链,在两DNA片断之间形成磷酸二脂键,单链,将单个核苷酸加到已存在的核酸片断3末端形成磷酸二脂键,核苷酸分子的连接:,DNA聚合酶连接单链DNA把单个脱氧核苷酸连接到DNA片段上,三、分子运输车基因进入受体细胞的载体,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达,首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去!能将外源基因送入受

6、体细胞的工具就是载体。,1、基因工程的载体被喻为:,分子运输车,2、基因工程的载体来源:,作为基因工程的载体需要怎样的条件呢?,质粒、噬菌体、动植物病毒,议一议,2、能否用SARS病毒作为基因载体?,3、作为载体,若没有切割位点将怎样?,4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞,如何鉴定?,5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制,将怎样?,1、从化学组成来看,载体应含有什么成分?,双链DNA,不能,不能进行DNA的重组,载体上应有标记基因,可能造成基因丢失,作为载体的必要条件,1.能自我复制能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达;2.有一个至多个限制酶切位点能与目的基因结合3.有遗传标

7、记基因便于观察4.对受体细胞无害、易分离安全、比较容易得到,认识常用的载体质粒,质粒是基因工程常用的载体,一种裸露的、结构简单、独立于染色体或细菌拟核之外,能自我复制的小型环状双链DNA分子,对宿主细胞没有影响,主要存在于细菌和酵母菌体内。其中最常用的是大肠杆菌质粒。,课本知识回顾,1、基因工程又叫做 或。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种 提取出来,加以,然后放到另一种生物的细胞里,改造生物的遗传性状。,基因拼接技术,DNA重组技术,基因,修饰改造,定向地,2、DNA 重组技术的基本工具,“分子手术刀”,“分子缝合针”,“分子运输车”,限制(性核酸内切)酶,DNA连接酶,基因进入

8、受体细胞的载体,3、限制性核酸内切酶,主要是从 的一种酶。识别双链DNA 分子的某种,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开。形成两种末端,原核生物中分离纯化出来,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,平末端,4、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类:2、作用部位:,两类,连接黏性末端,Ecoli DNA连接酶,T4 DNA连接酶,磷酸二酯键,连接黏性末端和平末端,4、基因进入受体细胞的载体,通常有三种:作为载体的条件:在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在,质粒,噬菌体衍生物,动植物病毒,天然质粒,人工改造,的,能自我复制;有切割位点;有遗传标记基因;对受体细胞无害、易分离,基础上进行过,练习,1、在基因工程中,切割运载体和含有目的基因的DNA片段,需使用()同种限制酶 B.两种限制酶同种连接酶 D.两种连接酶,不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制()B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA,D,练习,3)基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的步骤是()A、人工合成目的基因 B、目的基因与运载体结合 C、将目的基因导入受体细胞 D、目的基因的检测和表达,C,练习,

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