基因工程的基本工具

1、从以下叙述的事实中你能得到什么结论？ 人的-珠蛋白的基因中，外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例为(1463)1 700100%=26%。 人的凝血因子的基因中，外显子的碱基对在整个基因中所占的比例为(2 5523)186 000100%=4,在真核细胞中，不同基因的编码序列(或非编码序列)，在各自基因中所占的比例是不同的,在真核细胞中，编码序列在整个基因中所占比例较少，而非编码序列所占的比例较大。体现了真核细胞基因结构及其功能的复杂性,复习巩固,真核细胞的基因结构在遗传学上通常将能编码蛋白质的基因称为结构基因。真核生物的结构基因是断裂的基因。一个断裂基因能够含有若干段编码序列，这些可以

2、编码的序列称为外显子。在两个外显子之间被一段不编码的间隔序列隔开，这些间隔序列称为内含子。每个断裂基因在第一个和最后一个外显子的外侧各有一段非编码区，有人称其为侧翼序列。在侧翼序列上有一系列调控序列(图3-3)，主要包括启动子、增强子、终止子等,真核细胞基因结构示意图,人类基因组计划主要内容包括绘制人类基因组的4张图，即遗传(连锁)图、物理图、DNA序列图和转录图： (1)遗传图遗传图是指基因或DNA标记(如多肽性遗传标记)在染色体上以遗传距离表示相对位置的图，又称为连锁图。 (2)物理图物理图指表示DNA序列上DNA标记之间实际距离的图。 (3)序列图序列图是指整个人类基因组的核苷酸序列图，

3、也是最详尽的物理图。 (4)转录图 在整个人类基因组中，只有1%5%的DNA序列为编码序列。即可转录部分。所以，一张人类基因组的转录图(也称cDNA图或表达序列图)才是人类基因图的雏形,基因工程的基本工具,09年12月24日,定向基因改造设想,设想,苏云金芽孢杆菌能产生一种蛋白质，使棉花害虫致死,经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术基因工程,将苏云金芽孢杆菌抗虫基因移植到棉花的细胞中，使棉花具有抗虫害的作用,可以编码蛋白质,目的基因,基因工程的基本内容,一、基因工程（基因拼接技术或DNA重组技术,2、原理：基因重组,3、研究水平：分子水平,1、概念,在生物体外

4、，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物的方法。它能定向改造生物的遗传性状,将抗虫基因移植到棉花的细胞中，使棉花具有抗虫害的作用。假如你作为一名研究者来完成这一项工作，那么你会遇到哪些困难或需要解决哪些问题呢,1、如何将抗虫基因从苏云金芽孢杆菌的DNA上切割下来？ 2、如何将抗虫基因送入棉花细胞中,想一想,基因工程的基本内容,一、基因工程的概念,原理：基因重组,研究水平：分子水平,二、基因操作的工具,1、基因的剪刀限制性内切酶,G A A T T C,C T T A A

5、G,例如：从大肠杆菌中发现的一种限制性内切酶,黏性末端,基因工程的基本内容,一、基因工程的概念,原理：基因重组,研究水平：分子水平,二、基因操作的工具,1、基因的剪刀限制性内切酶,各种限制酶能识别和切割不同的序列， 即具有专一性,1、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？可产生几个黏性末端,思考,要切两个切口，产生四个黏性末端,2、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,会产生相同的黏性末端,3、要把这两个DNA分子片段连接成一个DNA分子，应如何处理,基因工程的基本内容,一、基因工程的概念,原理：基因重组,研究水平：分子水平,二、基因操作的工具,1、基因的剪刀

6、限制性内切酶,具有专一性,2、基因的针线DNA连接酶,思考： DNA连接酶催化的是DNA结构中的哪根化学键,基因工程的基本内容,一、基因工程的概念,原理：基因重组,研究水平：分子水平,二、基因操作的工具,1、基因的剪刀限制性内切酶,具有专一性,2、基因的针线DNA连接酶,使前一个脱氧核苷酸链的脱氧核糖和下一个脱氧 核苷酸链的磷酸连接起来,基因工程的基本内容,一、基因工程的概念,原理：基因重组,研究水平：分子水平,二、基因操作的工具,1、基因的剪刀限制性内切酶,具有专一性,2、基因的针线DNA连接酶,3、基因的运输工具运载体,例大肠杆菌的质粒,大肠杆菌的质粒，其中含有抗药基因，如四环素的标记基因

7、。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只能在宿主细胞内成,基因工程的基本内容,一、基因工程的概念,原理：基因重组,研究水平：分子水平,二、基因操作的工具,1、基因的剪刀限制性内切酶,具有专一性,2、基因的针线DNA连接酶,3、基因的运输工具运载体,运载体必须具备的特点,能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 具有多个限制酶切点。 具有某些标记基因,1）质粒 2）噬菌体和动植物病毒,常用的运载体主要有,思考,1、只有原核生物才具有质粒吗？ 2、质粒都是环状DNA分子，对不,质粒一般存在原核细胞体内，但是真核细胞也有，比如酵母菌。酵母菌的质粒存在于细胞质中。 1、目前已普遍认为质粒仅指细菌、酵母和放线菌等生物中染色体以外的单纯DNA分子；2、某些质粒既能独立存在于细胞中，又能整合到染色体上，这种质粒则称为附加体；3、大部分质粒独立于染色体而复制、转移，并且决定细菌的某些性状，其遗传具有类似细胞质遗传的特征,例：以下说法正确的是 A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷 酸序列 B、质粒是基因工程中唯一的运载体 C、运载体必须具备的条件之一是：具有多 个限制酶切点，以便与