DNA重组技术的基本工具ppt课件

DNA重组技术的基本工具,工欲善其事,必先利其器.,想一想:获得转基因抗虫棉需要做哪些工作呢?实现这一精确的操作过程的工具是什么呢?,1,基因工程的概念,基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，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物类型和生物产品。,2,抗虫害的玉米,转基因鲑鱼,基因工程产品,3,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),4,DNA重组技术的基本工具,1.手术刀(基因的剪刀)-准确切割DNA,2.缝合针(基因的针线)-将DNA片段再连接起来,3.运输工具(基因的运载体)-将体外重组好的DNA导入受体细胞,5,分子手术刀-限制性核酸内切酶(限制酶),A.来源:,主要从原核生物中分离纯化,想一想:这类酶在原核生物中起什么作用?为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？,B.作用:,识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,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.,6,7,C.识别序列的组成:大多数由六个核苷酸组成,D.切割后产生的DNA片段末端的形式,黏性末端,平末端,8,限制性内切酶,限制酶,9,黏性末端和平末端,10,DNA连接酶“分子缝合针”,连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为Ecoli连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到，称为T4连接酶。这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口，而不能连接单链DNA。Ecoli连接酶只能连接黏性末端；T4连接酶既可“缝合”黏性末端，又可“缝合”平末端。,11,DNA连接酶“分子缝合针”,DNA连接酶与DNA聚合酶一样吗？为什么？,12,答：不是一回事。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么，二者的差别主要表现在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。此外，二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。,13,巩固练习,总结规律,限制酶所识别的序列有什么特点？,无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。,限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗？以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：(1)CTGCA(2)AC(3)GCGTGCG（4）G(5)G(6)GCCTTAAACGTCCG(7)GT(8)AATTCCAG你是否能用DNA连接酶将它们连接起来？,14,基因的载体“分子运输车”,载体必须具备的条件：1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；3、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）4、对受体细胞无害,载体的作用：1、将外源基因转移到受体细胞中去。2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。,常用的载体有：质粒，噬菌体的衍生物，动植物病毒等,15,质粒,质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是一种裸露的，结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。,要对天然质粒进行人工改造,16,2、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、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,17,3、下列黏性末端属于同种内切酶切割而成的是（）A、B、C、D、,TCGAGCTTAA,AGGTTCCA,AGCTTCAG,AATTCG,4、下列哪一种酶是基因工程的工具酶（）A、DNA连接酶B、DNA酶C、RNA酶D、运载体,记住了,18,19,1.原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。,2.迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，