DNA重组技术的基本工具(新).ppt

选修3 专题1 基因工程 基因工程的概念 1 1基因工程的基本工具 1 2基因工程的基本操作程序 基因工程的发展史 1 3基因工程的应用 1 4蛋白质工程的崛起 基因工程的产物 转基因动植物 别称 操作环境 原理 操作水平 结果 基因工程是指按照人们的愿望 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 从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的 因此又叫做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 基因重组 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状 获得人类所需要的生物类型和生物产品 基因工程的概念 普通棉花转基因抗虫棉 1 1基因工程的基本工具 基因工程培育抗虫棉的简要过程 普通棉花 无抗虫基因 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 与运载体DNA拼接导入 棉花细胞 含抗虫基因 转基因抗虫棉花植株 要获得转基因抗虫棉 至少需要三种工具 分子手术刀 限制性核酸内切酶 分子缝合针 DNA连接酶 分子运输车 载体 运载体 1 简称 2 来源 3 种类 4 特点 一 限制性核酸内切酶 分子手术刀 主要在原核生物中 限制酶 约4000多种 专一性 特异性 识别双链DNA的特定核苷酸序列 切割特定切点 脱氧核苷酸之间的 脱氧核苷酸内的 切割的是磷酸二酯键而不是氢键 思考与探究P7 2 为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA 通过长期的进化 含有某种限制酶的细菌细胞 细菌DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列 或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上 使限制酶不能将其切开 这样 尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断 并且可以防止外源DNA的入侵 专一性 DNA双链的特定序列 并在特定位点切割 限制酶作用特性 一般 识别的DNA双链序列呈中心对称 在平面内旋转180度后序列不变 回文序列 上面序列正着读 和下面序列反着读 序列一样 GAATTCCTTAAG GAATTCCTTAAG 限制酶的识别序列一般是回文结构序列 切割结果 产生粘性末端或平末端 EcoR 黏性末端 黏性末端 中心轴线两侧切开 注意 氢键自动断开 什么叫黏性末端 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 它们之间正好互补配对 称为黏性末端 注意 同一限制酶切出的黏性末端相同 在平面内旋转180度 Sma 平末端平末端 中心轴线处切开 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口 可产生几个黏性 平 末端 要切两个切口 产生四个黏性 平 末端 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割 会怎样呢 会产生相同的黏性 平 末端 然后让两者的黏性 平 末端黏合起来 就似乎可以合成重组的DNA分子了 思考 GAATTC CTTAAG GAATTC CTTAAG EcoR GAATTC CTTAAG GAATTC CTTAAG 不同来源的DNA片段混合 将不同种来源的DNA片段连接起来 生物A基因片段 生物B基因片段 GAATTC CTTAAG GAATTC CTTAAG 酶切 1 作用 把具有相同黏性末端的双链DNA片段 或者任何具有平末端的双链DNA片段 拼接成新的DNA 2 作用原理 催化末端碱基互补的DNA片段之间形成磷酸二酯键 不是氢键 氢键自动形成 二 DNA连接酶 分子缝合针 可把黏性末端之间的缝隙 缝合 起来 即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 T4DNA连接酶或E coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 3 类型 E coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 来源 功能 大肠杆菌 T4噬菌体 只能连接黏性末端 能连接黏性末端和平末端 寻根问底 P6 DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗 为什么 将单个核苷酸连接到已有的核酸片段上 形成磷酸二酯键 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 作用对象 DNA复制 DNA重组 4 DNA连接酶与DNA聚合酶比较 以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段 你是否能用DNA连接酶将它们连接起来 和 能连接形成 和 能连接形成 和 能连接形成 和 能连接形成 4 DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗 迄今为止 所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力 至于原因 现在还不清楚 也许将来会发现可以连接单链DNA的酶 即 目前我们认为 DNA连接酶只能连接双链DNA片段 思考与探究P7 1 载体必须具备的条件 能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存 具有一至多个限制酶切点 以便与外源基因连接 具有某些标记基因 便于进行筛选 对受体细胞无害 三 基因进入受体细胞的载体 运载体 分子运输车 2 常用的载体 质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒等3 载体的作用 作为载体 将目的基因送入受体细胞 利用载体 使目的基因在受体细胞中大量复制 有标记基因 能复制并带着插入的目的基因一起复制 有切割位点 质粒 本质 小型环状双链DNA分子 分布 许多细菌 酵母菌等生物 3 天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗 为什么 不可以 作为基因工程使用的载体必需满足一定条件 且都要进行人工改造后才能用于基因工程操作 思考与探究P7 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 A 同种限制酶B 两种限制酶C 同种连接酶D 两种连接酶 随堂练习 A 2 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 4 下列说法正确的是 A 限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列B 质粒是基因工程中唯一的运载体C DNA重组技术所用的工具酶是限制酶 连接酶 运载体D 利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为 克隆 审题 C D 5 以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段 试分析 GC AATTC GC CT