《基因工程专题》PPT课件.ppt

gene library,GENE ENGINEERING,1.获取目的基因 2.构建表达载体 3.导入受体细胞 得到转基因生物 4.目的基因的检测与鉴定,目的基因（主要指编码蛋白质的基因）的获取 的常用的方法： （1）从基因文库中获取目的基因： 直接从生物体中提取总DNA，构建基因组文库，从中调用目的基因； 以mRNA为模板，反转录合成互补的cDNA片段,构建cDNA文库，从cDNA文库中获取目的基因； （2）利用聚合酶链式反应（PCR）特异性地扩增所需要的目的基因片段； （3）如果基因比较小，基因序列已知，通过化学合成仪用化学方法直接人工合成。,基因文库的构建-细胞内总DNA的提取和分离程序,基因文库的构建-将总DNA包含的基因组各片段分别克隆在质粒或噬菌体运载体上，便构成了该生物的基因文库。,1.怎样从基因文库中获取所需的目的基因呢？,目的基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因转录产物mRNA，以及基因表达产物蛋白质等特性获取目的基因。,从基因组文库中获取目的基因存在的问题,费时费事,内含子序列。,利用反转录人工合成互补DNA 构建的cDNA文库中提取目的基因-获取的DNA片段往往是具有特定功能的目的基因,基因组文库：某种生物的基因组的全部遗传遗传信息通过克隆载体贮存在一个受体菌的群体之中，这个群体即为这种生物的基因组文库。若这个群体只贮存某种生物的基因组的部分遗传信息，则称为部分基因组文库。 cDNA基因文库：某种生物基因组转录的部分或全部mRNA经过逆转录产生的各种cDNA片断分别与克隆载体重组，贮存在一群受体菌群体中，这样的群体称为cDNA基因文库。,基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库,2.利用PCR技术扩增目的基因：,概念：聚合酶链式反应的缩写，生物体外复制特定DNA片断的核酸合成技术。特点：短时间内大量扩增已知核苷酸序列的DNA片断，使其数量指数式（2n）增加。原理：DNA双链的半保留复制。条件：模板、引物、酶、能量、原料、适宜条件等。,过程,每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍 30轮循环可获得 230（1.07109)个基因片段,聚合酶链式反应（PCR）：PCR技术就是在体外中通过酶促反应有选择地大量扩增（包括分离）一段目的基因的技术。加入4种物质： （1）作为模板的DNA序列； （2）与被分离的目的基因两条链各自5端序列相互补的DNA引物（20个左右碱基的短DNA单链）； （3）TaqDNA聚合酶； （4）dNTP（dATP, dTTP, dGTP和dCTP）。 过程：变性、退火、延伸三步曲 变性：双链DNA解链成为单链DNA 退火：部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合 延伸：以目的基因为模板，合成互补的新DNA链 （第一节完）,为什么要构建基因文库？ 对于高等真核生物而言，基因组DNA十分庞大，基因可达数万个，且基因组成结构复杂，除编码序列，还有非编码序列及调控序列，基因间还存在大量的间隔序列和重复序列，因此，单个目的基因在整个基因组中所占的比例极其微小，除少数例外，绝大多数基因难以直接分离得到。为了解决这个难题，一种可行的方法就是将这个基因扩增，增加成功分离目的基因的可能性。但是由于要分离的目的基因往往是未知基因，因此无法对它进行特异性扩增，而只能对所有的基因进行扩增，也就是构建该生物材料的基因组文库。然后再根据不同的方法将所需的克隆筛选出来，最后分离得到目的基因。,一般外源DNA(目的基因)是不易进入受体细胞的，即使采用物理化学方法将外源基因导入受体细胞后，也不容易在受体细胞中维持，保持稳定。通过不同途径能将承载的外源基因或DNA片断导入受体细胞，并在其中得以维持的DNA分子称为DNA