《转基因植物》课件.ppt

2020 3 24 Copyright Jiangyong 转基因西红柿 请您欣赏 2020 3 24 Copyright Jiangyong 抗虫害作物 2020 3 24 Copyright Jiangyong 2020 3 24 Copyright Jiangyong 番木瓜优良抗病品种 2020 3 24 Copyright Jiangyong 金大米 2020 3 24 Copyright Jiangyong 地雷探测草 拟南芥 2020 3 24 Copyright Jiangyong 不会引起过敏的大豆 2020 3 24 Copyright Jiangyong 转基因芥菜可减轻土壤污染 2020 3 24 Copyright Jiangyong 彩色玉米 2020 3 24 Copyright Jiangyong 巨型鲑鱼 2020 3 24 Copyright Jiangyong 荧光鱼 2020 3 24 Copyright Jiangyong 超级奶牛 2020 3 24 Copyright Jiangyong 培育出人耳的小鼠 2020 3 24 Copyright Jiangyong 转基因猪 2020 3 24 Copyright Jiangyong 基因工程 1944年确认了遗传的物质基础是DNA 1953年JWatson和FCricK提出了DNA双螺旋结构模型 1958年MMesselson和F Stahl证实了DNA半保留复制的机制 揭示了生物界遗传性状能世代遗传的分子奥秘 重要的里程碑 双螺旋结构的确立 1962年WSzybalski和ESzybalski用人类DNA去转化人类细胞 发现Ca2 有刺激DNA转移入细胞的作用 是人工转移遗传物质给其它细胞的第1次尝试 1965年 Jacobf基因操纵子 1968年 NirenbergM 遗传密码 1967年Nirenberg提出遗传工程可用于人类的基因治疗 60年代分子生物学作为一门独立学科正式出现 70年代初Graessmann和Dicumako莫定了用显微注射法转移基因 1972年Grahant等对磷酸钙介导的DNA转移过程进行了详细的研究 使这技术能被普遍接受和应用 1972年 P Berg 构建第一个DNA重组分子2种病毒DNA的重组1973年 S S Cohen 第一个基因克隆实验基因工程的开始1977年 基因工程产品的出现H W Boyer 第一个基因工程产品 SS somatostatin生长素释放抑素 70年代出现基因工程并有初步成果 基因重组技术 80年代的代表性研究领域基因工程产品的开发应用定点突变的研究与应用癌基因的发现DNA 蛋白质分子相互辨认PCR技术的出现人类基因组计划开始酝酿 90年代基因诊断技术渐趋成熟基因治疗合法化人类基因计划的启动分子生物学各分支学科的建立与发展从20世纪50年代起 分子生物学领域的研究成果共获得40项诺贝尔医学 生理科学奖 说明分子生物学在生命科学研究中的重要性 根据桑格法开发的DNA自动定序机使一周 24小时运转 解读100万甚至几百万个碱基成为可能 它为 人类基因组计划 立下了汗马功劳 2020 3 24 Copyright Jiangyong 理论基础DNA是遗传物质的证明DNA双螺旋结构和中心法则的确立遗传密码的破译工程技术基因转移载体的发现工具酶的发现DNA合成和测序技术的发现DNA体外重组的实现重组DNA表达实验的成功第一例转基因动物的问世PCR技术的发明 基因工程 就是重组DNA技术 指在体外将不同来源的DNA进行剪切和重组 形成杂合DNA或称嵌合DNA分子 然后将其导入特定的宿主细胞 得到大量扩增和表达 使宿主细胞获得新的遗传特性 产生新的基因产物 2020 3 24 Copyright Jiangyong 已学 基因工程的 专用工具 基因的剪刀 限制性核酸内切酶基因的针线 DNA连接酶基因的运输工具 运载体 分子手术刀 限制性核酸内切酶 限制酶 磷酸二酯键 EcoRI SmaI限制酶 提醒 切割的化学键为磷酸二酯键 在切割目的基因和运载体时要求用同一种限制酶 目的是产生相同的黏性末端 将一个基因从DNA分子上切割下来 需要2个限制酶 同时产生4个黏性末端 2020 3 24 Copyright Jiangyong 限制性核酸内切酶 限制酶 来源 主要从原核生物中分离化学本质 蛋白质作用 能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列 并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 特性 特异性 即限制酶识别特定的脱氧核苷酸序列 切割特定位点切割后的DNA末端 黏性末端 平末端 分子缝合针 DNA连接酶 功能 将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子 种类 T4DNA连接酶 既能 缝合 双链DNA片段互补的黏性末端 也能 缝合 双链DNA的平末端 效率低 E coliDNA连接酶 只能将双链片段互补的黏性末端连接 常用载体 质粒 噬菌体的衍生物动植物病毒 基因进入受体细胞的载体 分子运输车 2020 3 24 Copyright Jiangyong 2020 3 24 Copyright Jiangyong 1 载体是基因运输工具 在基因操作过程中 使用载体有两个目的 一是用它作为运载工具 将目的基因送到宿主细胞中去 二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 2 种类 质粒 既存在于原核生物细菌中 也存在于真核生物酵母菌中 噬菌体的衍生物 动植物病毒 3 本质 DNA 其中质粒为环状DNA分子 4 作为载体必须具备三个条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 有1个或多个限制酶切点 以便与外源基因连接 具有某些标记基因 以便进行筛选 2020 3 24 Copyright Jiangyong 2020 3 24 Copyright Jiangyong 注意问题 1 一般来说 天然载体往往不能同时具备载体必须具备的条件 所以在基因工程中需要根据不同的和需要 对载体进行人工改建 现在所使用的质粒载体几乎都是经过改建的 2020 3 24 Copyright Jiangyong 2 作为载体必须具有多个限制酶切点 而且每种酶的切点最好只有一个 因为某种限制性内切酶只能识别单一切点 若载体上有一个以上的酶切点 则切割重组后可能丢失某些片段 若丢失的片段含复制起点区 则进入受体细胞后便不能自主复制 一个载体若只有某种限制酶的一个切点 则酶切后既能把环打开接纳外源DNA片段 又不会丢失自己的片段 2020 3 24 Copyright Jiangyong 3 大肠杆菌 枯草杆菌 土壤农杆菌等细菌中都有质粒 它存在于细菌的细胞质中 上面一般含几个到几百个基因 控制着细菌的抗药性 固氮 抗生素合成等性状 由于土壤农杆菌很容易感染植物细胞 使细胞生有瘤状物 所以科学家培育转基因植物时 常常用土壤农杆菌中的质粒做载体 4 注意与细胞膜上载体的区别 两者的化学本质和作用都不相同 操作 在绿色纸上写上 GGCTCCCGGGAATTCATTTTG CCGAGGGCCCTTAAGTAAAAC 在红色纸上写上 TCCCGGGAATTCCCGGGAATTCTA AGGGCCCTTAAGGGCCCTTAAGAT 如果用EcoR 限制酶 情况 用什么酶连接 如果用Sma 限制酶 情况