基因工程概论：2 基因工程的基本原理

1、基 因 工 程 概 论,5,2,3,4,1,6,基因工程的基本概念,基因工程的基本原理,基因工程的基本条件,基因工程的操作过程,目的基因的分离克隆,高等植物的基因工程,A 重组DNA技术的理论基础,2 基因工程的基本原理,19世纪中 孟德尔 豌豆杂交试验 遗传因子 经典遗传学,20世纪初 摩尔根 果蝇杂交实验 基因 基因学,1944年 艾弗瑞 肺炎双球菌转化实验 遗传物质DNA,1973年 伯格-杰克森-考恩-鲍耶 DNA分子体外拼接,分子遗传学,1953年 沃森-克瑞克 DNA双螺旋结构 分子生物学,基因工程,B 基因的分子生物学,2 基因工程的基本原理,生物科学理论揭示了基因的化学本质,生

2、物科学理论揭示了基因的遗传功能,基因,调控元件,mRNA,蛋白质,机体构件,功能效应,生物催化,生物性状,生命过程,转录,翻译,反转录,复制,DNA的复制：以亲本DNA为模板合成子代DNA,DNA复制所需的基本元件和蛋白因子,DNA复制起始位点（ori,DNA聚合酶（DNA pol,DNA单链结合蛋白（SSB,DNA解链酶（Rep,A T T T A T Pu T T T A,T A A A T A Py A A A T,复制起始位点的核心序列,DNA的复制,DNA复制的基本原理,5,3,5,5,3,5,RNA引物,新生DNA链,DNA聚合酶,mRNA的转录：以基因DNA为模板合成mRNA,m

3、RNA转录的基本元件和蛋白因子,启动子（Promoter，P,终止子（Terminator，T,RNA聚合酶（RNA pol,5,3,转录起始位点,启动子,终止子,内含子,外显子,真核生物基因结构（如人类,5,3,原核生物基因结构（如细菌,起始密码子,终止密码子,转录方向,mRNA的转录：以基因DNA为模板合成mRNA,mRNA转录的基本原理,识别启动子,转录的起始,转录的延伸,转录的终止,RNA 聚合酶,启动子,终止子,mRNA,mRNA的转录：以基因DNA为模板合成mRNA,mRNA转录后的加工,原核生物的mRNA无需加工，因为没有内含子成分,5,3,5,3,真核生物的mRNA需要加工，因

4、为含有内含子成分,5,3,剪切,蛋白质的翻译：以mRNA为模板合成蛋白质,蛋白质翻译所需的基本元件和蛋白因子,mRNA上的5端非编码区（5-UTR,mRNA上的密码子,运载氨基酸的 tRNA,核糖体,氨酰基-tRNA合成酶,翻译起始、延伸、终止因子,5,3,起始密码子,终止密码子,5-UTR,3-UTR,编码区,反密码子,挂 氨 基 酸,tRNA,mRNA,核糖体,蛋白质的翻译：以mRNA为模板合成蛋白质,蛋白质翻译的基本原理：基因中的密码子连续排列,若缺失一个A,蛋白质翻译的基本过程,GTP,GDP,5 NNNNNNNNNAUGGCUAACCGUUUCGAGCAA 3,5 NNNNNNNNN

5、AUGGCUAACCGUUUCGAGCAA 3,5 NNNNNNNNNAUGGCUAACCGUUUCGAGCAA 3,5 NNNNNNNNNAUGGCUAACCGUUUCGAGCAA 3,GTP,GDP,P,A,P,A,P,A,P,A,结合,转肽,移位,C 基因工程的基本原理,2 基因工程的基本原理,提高外源基因的剂量：分子遗传学原理,安装合适且高效的转录调控元件：分子生物学原理,如：启动子、增强子、操作子、终止子、上游调控序列等,如：SD序列、5端非编码区、密码子等,安装合适且高效的翻译调控元件，分子生物学原理,平衡基因工程菌（微型生物反应器）的增殖表达：生化工程学原理,D 基因工程的支撑技

6、术,2 基因工程的基本原理,核酸凝胶电泳技术,核酸分子杂交技术,细菌转化转染技术,DNA序列分析技术,寡核苷酸合成技术,聚合酶链反应（PCR）技术,核酸凝胶电泳技术,琼脂糖凝胶板,泳动方向,溴酚蓝,溴乙锭,核酸分子杂交技术,ACCGTAGCTAGGGTTCACACAAATGGCCCGTA,CAAGTGTGTTT,细菌转化转染技术,DNA片段,细菌细胞,DNA序列分析技术,双脱氧末端终止测序法的基本反应,Klenow,OH 3,5 P,T,dNTP + ddATP,T,T,T,T,T,OH 3,5 P,A,G,T,C,GGCATTGCGTTACTAGTCCAGTACA,寡核苷酸合成技术,O,H,G,H,H,H,H,O,CH,2,O,DMT,P,O,Me,N,CH,Me,Me,CH,Me,Me,H,DMT： 二甲氧基三苯甲基,激活,缩合,氧化,脱取代基,玻璃珠,连接臂,聚合酶链反应（PCR）技术,5,变性,加热,引物,退火,底物,聚合,5,5,加热,变性,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,