基因工程知识网络

1、选修3专题1基因工程复习提纲高二一部生物李真真2021/4/22基因工程的概念1.基因工程是指根据人们的愿望,进行严格的设计,通过 体外DN底:组和转基因技术, 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 .基因工程是在 DN酚子水 工上进行设计和施工的,又叫做 DNA1：组技术.2、其操作水平在 DNA子水上进行设计和施工.3、操作环境是在生物体外.基因工程的根本工具1 .“分子手术刀一一限制性核酸内切酶(限制酶)来源多数来自原核生物作用切割双链DNA分子特点 识别特定的核甘酸序列,并切开特定部位的两个核甘酸之间的磷酸二酯 键,因此具有专一性.结果形成黏性末端或平

2、末端|2.“分子缝合针 一一 DNA1接酶(2)最常用的载体是 见,它是一种 裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA外,并具有自我复制水平的双链环状 DN酚子.其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒基因工程的根本操作程序第一步：目的基因的获取2 .目的基因是指：编码蛋白质的结构基因.3 .获取方法：从基因文库中获取、利用PC做术扩增、人工合成(反转录法 和化学合成法).1)基因文库、基因组文库及局部基因文库基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNAt段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因,称为基因文库.基因文库种类：基因组文库(含有一种生物的全部基因)、局部基因文库

3、(含有一种生物的局部基因如cDNA文库).2)PCR技术扩增目的基因(1)原理：DNAZ链复制原理(2)过程：第一步：加热至 9095 CDNAB链；第二步：冷却到 5560 C,引物结合到互补 DNA链；第三步：加热至 7075 C,热稳定 DNAm合酶从引物起始互补链的合成.具有标记基因,供重组 DNA勺鉴定和选择(1)两种DNA1接酶(E - coliDNA连接酶和T,-DNA1接酶)的比拟：相同点：都缝合 磷酸二酯 键.区别：E- coliDNA连接酶来源于 大肠杆菌,只能将双链 DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而 T4DNA1接酶能缝合 两种末端,但连接平末端的之间

4、的效率较 低.(2)与DNAm合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核甘酸加到已有的核甘酸片段的末端,形成磷酸 二酯键.DNA1接酶是连接两个DNA段的末端,形成磷酸二酯键.3.“分子运输车一一 载生(1)载体具备的条件： 能在受体细胞中复制并稳定保存.具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入.(3) PC砒术与DNA®制的比拟DNA® 制PC砒术场所细胞内生物体外酶DNAB旋酶、普通的 DNA1合酶耐热的DNA聚合酶(Taq酶)温度条件细胞内温和条件在较高温下进行解旋的方式解旋酶催化高温卜变性解旋结果形成整个DNA子短时间内形成大量的 DNAt段区别模板：均需要脱氧核

5、甘酸链作为模板原料：均为四种脱氧核甘酸(即dCTR dATR dGTP和dTTP) 联系酶：均需要DN咪合酶进行催化过程物细胞的DNA±一表达卵一获得具有新性状的动物一重组质粒进入感受态细胞第四步：目的基因的检测和表达1 .目的基因的检测与鉴定第二步、基因表达载体的构建1) .目的：使目的基因在受体细胞中 稳定存在,并且可以 遗传至下一代,使目的基因能够 表达和发 挥作用.2) .组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因(1)启动子：是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的 苴遗,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因 转录出mRNA最终获得所需的 蛋白质.(2)终止子：也是一段

6、有特殊结构的DNA片段,位于基因的 尾端.(3)标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞 筛选出来.常用的标记基因是 抗生素基因.第三步：将目的基因导入受体细胞1 .转化的概念：是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程.2 .常用的转化方法：植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法(主要),基因 枪法和花粉管通道法显微注射技术,病毒感染法CsT处理细胞法受体细胞受精卵或体细胞受精卵微生物细胞转化构建重组质粒一农杆菌一 导入植物细胞一整合到植构建重组质粒一 显微注射一受精CsT处理细胞一感受态细胞一重组质粒与感受态细胞混合步骤检测

7、内容方法结果分子检测第f目的基因是否进入受体细胞DNA子杂交(DNA和DNA 间)否成功显小山杂交带第二步目的基因是否转录出信使RNA分子杂交技术(DNA和RNA之间)第三步目的基因是否译出蛋白质抗原一抗体杂交方 法个体水平检测包括抗虫、抗病的接种实验,以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的活性比拟,以确定功能是否相同等如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状.基因工程的应用1 .植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改进植物的品质.2 .动物基因工程：提升动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物.3 .基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产

8、物发挥作用.结果可以合成自然界不存在的蛋白质只能生产自然界已存在的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的根底上延伸出来的第一代基因工程. 改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现对现有蛋白质的(i)特点：把正常基因导入病人体内, 使该基因的表达产物发挥功能,从而到达治疗疾病的目的.(2)成果：将腺甘酸脱氨酶基因导入患者的淋巴细胞,治疗复合型免疫缺陷症.(3)方法：分为体外基因治疗法和体内基因治疗法.(4)体外基因治疗法和体内基因治疗比拟蛋白质工程1.蛋白质工程是指以 蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为根底,通过 基因修饰或基因合区,对现有蛋白质进行或制造一种 新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求.2.转录D触合成译量白压工程分子段计折叠预期功能*生物功能中央法那么3、蛋白质工程与基因工程比拟工程蛋白质工程基因,程原理中央法那么的逆推基因重组区过程预期蛋白质功能一设计蛋白质结构一 推测氨基酸序列一推测脱氧核甘酸序 列一