基因工程的工具——酶与载体 (2).pptx

思考，回答,1生物的遗传物质是什么？2控制生物性状的基本单位是什么？3为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4生物的性状是怎样表达的？5各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？,基因是遗传物质的结构和功能单位,基因工程的概念,基因工程：指按照人们的愿望,进行严格的设计并通过和等技术，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。由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫作。,体外DNA重组,转基因,DNA分子,DNA重组技术或基因拼接技术,基因工程的原理：,基因工程的操作对象：,基因工程的结果：,基因重组,DNA分子水平,定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的基因产物。,基因工程的主要技术：,操作水平：,基因工程的操作环境：,生物体外,基因,体外DNA重组技术和,转基因技术,1.1DNA重组技术的基本工具,基本工具：限制性核酸内切酶“分子手术刀”DNA连接酶“分子缝合针”基因进入受体细胞的载体“分子运输车”,主要存在于原核生物,已发现的约有4000种,思考：限制酶的这一特点体现了酶的什么特性？,专一性/特异性,一、“分子手术刀”限制性核酸内切酶,能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，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。,T,磷酸二酯键,A,G,限制酶切割磷酸二酯键,限制酶,限制酶的作用结果：产生2个带有黏性末端的DNA片段,以大肠杆菌中的一种叫做EcoR的限制酶为例：识别GAATTC序列，并在G与A之间切断磷酸二酯键。,黏性末端,黏性末端,Sma,平末端平末端,大肠杆菌的限制酶Sma，识别CCCGGG序列，并在G与C之间切断磷酸二酯键,切割DNA分子时产生的两种不同末端,当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，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，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。,当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。,思考:1、请写出以下限制酶切割DNA之后产生的末端？产生的末端是哪种类型？,2、图中哪两种限制酶的识别序列不同，但产生的黏性末端相同？,同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，但是不同的限制酶识别的序列虽不同，但也能切出相同的粘性末端。,1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？,思考:,形成的黏性末端一般不同,2、不同的限制酶呢？,具有,但是不同的限制酶也能够切出相同的粘性末端,限制酶A切割位点是T与G之间，识别：5-ATGATCAT3-TACTAGTA，限制酶B切割位点是A与G之间，识别：5-CAGATCTG3-GTCTAGAC，那么，它们产生的粘性末端是？,基因的针线：DNA连接酶,催化磷酸二酯键的形成,氢键的形成不需要酶的催化,基因的针线：DNA连接酶,将双链DNA片段“缝合”起来，催化磷酸二酯键的形成。,1、DNA连接酶的作用：,来自大肠杆菌，只连接黏性末端,来自T4噬菌体，连接黏性末端和平末端（效率低）,A、E.coliDNA连接酶,2、DNA连接酶的种类：,B、T4DNA连接酶,3、DNA连接酶与DNA聚合酶的比较,DNA连接酶,DNA聚合酶,催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键,不需要模板,需要DNA的一条链为模板,游离的DNA片段,单个的脱氧核苷酸,形成完整的DNA分子,形成DNA的一条链,基因工程,DNA复制,相同点,不同点,模板,作用对象,作用结果,用途,三、分子运输车基因进入受体细胞的载体,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入受体细胞的工具就是载体。,2、基因工程的载体被喻为：,分子运输车,3、基因工程的载体来源：,思考：如果受体细胞是动物细胞需用什么载体？植物细胞呢？细菌呢？,质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,1、载体的功能：,A、作为运载工具将目的基因转运到宿主细胞内,B、利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。,2、能否用SARS病毒作为基因载体？,3、作为载体，若没有切割位点将怎样？,4、携带目的基因的载体是否进入了受体细胞，如何鉴定？,5、假如目的基因导入受体细胞后不能复制，将怎样？,提示：1、从化学组成来看，载体应含有什么成分？,双链DNA,不能,不能进行DNA的重组,载体上应有标记基因,可能造成基因丢失,思考：作为基因工程的载体需要怎样的条件呢？,标记基因，便于进行检测。,能够在宿主细胞中复制并稳定地保存,具有一至多个限制酶切点，以便与外源基因连接,具有标记基因，便于进行筛选,能成为载体的条件,对受体细胞无害、容易获得,最常用的运载体质粒,质粒的分布：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中。,最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。,质粒的本质：细胞核外或拟核外能自主复制的小型环状DNA分子。,课本知识回顾,1、基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，改造生物的遗传性状。,基因拼接技术,DNA重组技术,基因,修饰改造,定向地,2、DNA重组技术的基本工具,“分子手术刀”,“分子缝合针”,“分子运输车”,限制（性核酸内切）酶,DNA连接酶,基因进入受体细胞的载体,3、限制性核酸内切酶,主要是从的一种酶。识别双链DNA分子的某种，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开。形成两种末端,原核生物中分离纯化出来,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,平末端,4、“分子缝合针”DNA连接酶,1、种类：2、作用部位：,两类,连接黏性末端,EcoliDNA连接酶,T4DNA连接酶,磷酸二酯键,连接黏性末端和平末端,4、基因进入受体细胞的载体,通常有三种:作为载体的条件：在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒都是在,质粒,噬菌体衍生物,动植物病毒,天然质粒,人工改造,的,能自我复制；有切割位点；有遗传标记基因；对受体细