基因工程技术课件.ppt

基因工程技术,永丰二中林凡圣,一、基因工程的概念,所谓基因工程就是把外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制，转录，翻译表达的操作叫基因工程。基因工程可使另一种生物获得新的遗传性状或表达所需要的产物。,重组DNA技术，又称为基因克隆或分子克隆技术，克隆(clone)-无性繁殖分子克隆DNA的无性繁殖技术重组DNA技术包括了一系列的分子生物学操作步骤。重组DNA技术的重大突破带动了现代生物技术的兴起，并很快产生了许多生命科学的高技术产业。,重组DNA技术是基因工程的核心技术,二、基因工程最重要的工具：,1.限制性内切酶-基因操作的剪刀,切取目的基因；切开运载体,（1）特点,能识别DNA中特定的碱基对序列并在特定的切点进行切割,（2）作用,分子刀-DNA限制性内切酶,识别特定的核苷酸序列46个碱基对形成粘性末端或平端,二、基因工程最重要的工具：,2.DNA连接酶-基因操作的针线其作用是将目的基因片段与切开的运载体DNA之间的黏性未端处的“缝隙”连接起来,（2）常用的运载体细菌质粒（能在不同菌体间转导）；动、植物病毒（利用其侵染宿主细胞的特性）注：通常天然运载体不能同时具以上特点，需人工修饰,3.运载体-基因操作的运输工具,（1）特点（条件）能在宿主细胞内稳定存在并复制；具有标记基因；具多个限制发报内切酶的切点；不太大，对宿主细胞无明显的干扰,三、基因工程的步骤：,（1）获得目的基因；（2）与运载体连接，形成新的重组DNA分子；（3）将重组DNA分子导入受体细胞，并能在受体细胞中复制和遗传；（4）目的基因的检测和表达；（5）对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。,获得需要的目的基因常用的方法：（1）鸟枪法直接从生物体中提取目的基因（过程见教材），（2）人工合成法以mRNA为模板反转录合成目的基因DNA片段；化学合成根据目的基因产物中AA的种类、数目、排列顺序推测出目的基因的碱基对排列顺序，在体外人工合成目的基因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，等等。,1、获得需要的目的基因（外源基因）,反转录人工合成目的基因,反转录人工合成目的基因方法的优势获取的DNA片段往往是有特定功能的目的基因（即专一性强）,2、将目的基因与运载体结合获得重组DNA,（1）常用的方法,载体法转化-运载体导入基因的直接转移高压电脉冲电激穿孔基因枪法微注射法,3、受体细胞和重组基因的导入（转化或转染）,将目的基因导入到大肠杆菌细胞中的操作步骤：运载体导入法实例获得目的基因和质粒载体；形成重组质粒；制备感受态细胞（利用病毒侵染宿主细胞的原理、CaCl2处理），用重组质粒转化大肠杆菌细胞；培养大肠杆菌，让重组质粒及外源目的基因形成大量拷贝；筛选含重组质粒的大肠杆菌细胞，进行检查或鉴定。,（2）受体细胞的种类：微生物（利用其快速繁殖获取产物）；动植物细胞；（通常是受精卵以获得具有特定性状的生物体，也可以是植物组织培养中的外殖体细胞或动物克隆过程中核移植后的重组细胞）；动物体细胞（动物乳房发生器）。,4、目的基因的检测与表达,检测并不是所有的受体细胞都如预期的转入重组运载体，故需依据标记基因来检测并筛选出导入了重组运载体的受体细胞；表达目的基因导入受体细胞后不