基因突变和基因重组、基因工程

1、第 19 讲 基因突变和基因重组一、基因突变概念：碱基对的增添、缺失（移码突变）碱基对的改变（碱基对替换突变） 适用范围：所有生物 原因：物理、化学、生物因素（外）；异常代谢产物（内） 发生时期：细胞分裂间期 特点：普遍性、随机性、低频性、有害性、不定向性结果：产生新基因意义：生物变异的根本来源，生物进化的原始材料育种应用 :诱变育种实例：镰刀形细胞贫血症正 常舁 *谷XseRNAGAAGLTADNACTT宾变 CATGAAG7 A基因突变不一定引起性状改变突变发生在基因的非编码区突变发生在基因编码区的内含子原密码子与变后密码子决定一种氨基酸隐性突变二、基因重组概念：基因重新组合类型：减I前期

2、，非姐妹染色单体的交叉互换减I后前，同源染色体分开，非同源染色体自由组合细菌的转化基因工程结果：产生新基因型意义：生物多样性的重要原因，生物变异的丰富来源，生物进化的重要材料育种应用：杂交育种三、育种方法（P132）第20第20讲基因工程生物提取某基因一修饰和改造 T生物B基因工程的基本工具限制性核酸内切酶（“剪刀”） 来源：原核生物 作用特点作用过程限制性核酸内切酶（“剪刀”） 来源：原核生物 作用特点作用过程作用结果切割外源DNA识别双链DNA特定核苷酸序列 别序列两条链为回文序列切割双链 DNA 每条链特定部位的磷酸二酯键 形成黏性末端或平末端（专一性）识ATTCC(XCCCGorcAT

3、TCC(XCCCGJbwJ f陲卅押cwjMu; 龙科切腳4m分附性椚种申M末殆1箭表爪酣的训別位覺）AAAATTGI cmi:识别序列越短，在 DNA 中出现几率就越大DNA 连接酶DNA连接酶DNA聚合酶作用合成磷酸二酯键作用过程连接DNA片段的末端连接单个脱氧核苷酸成DNA长链作用结果形成重组DNA形成新DNA分子是否需要模板否是 运载体 常用运载体：质粒（主要取自大肠杆菌，真核生物如酵母菌体内也有）噬菌体、动植物病毒特点：能在宿主细胞内稳定保存、大量复制，且对宿主生存无影响，便于目的基 因的表达有多个限制酶切点，便于与目的基因连接具有标记基因，便于筛选片离且的菇闵片离且的菇闵从氓物轴倉

4、内直技姑离匪扎1：仃哑卓阳I的感1粘齿擇匹同工程眾憚正联丨丨的荃国術亞敲体.O* O觀I也牝和曲打幫皆的 aiiSDHd甲间卡晦附熾内切醉的丨丨的墓因和戏怵r牲 urU应按側同惟罔下昭威尬 纽DNX导AGKE聘带有貝的越卩鸭勺朮卅 UNA 亜怵刑胞嫌凶1 屮常用的旻伸甥胞石咒駆杆 南、降母谓和动It物册腕孺遗、培菲旻悻址胞孺遗、培菲旻悻址胞肺腿井丸鲍塔押己额徘用 组DNA汨广的殴体细肌3曲小匕-口0垢眾受律训I也 应9吕如基因衰诂H的基国非受怵地测中朝建严生蛋门WL巫射DNA技术的一權过軽二、 基因工程基本步骤提取目的基因：从基因文库中分离：基因组文库（所有DNA+质粒一受体菌群体）cDNA文

5、库（所有mRNA反转录形成的DNA+质粒f 受体菌群体）PCR技术（DNA体外扩增技术或DNA聚合酶链式反应）人工合成法构建基因表达载体 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代；使目的基因表达 并发挥作用组成：目的基因+标记基因+启动子+终止子+复制原点 步骤：用限制性内切酶切割质粒，出现粘性末端用限制性内切酶切割目的基因，出现相同的粘性末端将质粒和目的基因结合成重组质粒注：限制性内切酶不一定种类相同，但是步骤切割后的黏性末端要相同 将目的基因导入受体细胞（很少）受体细胞植物体细胞动物受精卵微生物细胞常用方法农杆菌转化法、基因枪 法、花粉管通道法显微注射法感受态细胞法 （大肠杆菌+Ca2+） 目的基因的检测和鉴定检测内容目的基因时候进入受体 细胞目的基因是否转 录目的基因是否翻 译检测方法DNA分子杂交DNA和RNA分子杂 交抗原-抗体杂交三、基因工程的应用抗虫、抗病、抗逆、改良转基因植物（植物基因工程）提高动物生长速度、改善畜产品品质、生产药物、转基因动物提供器官移植 供体（动物基因工程）基因诊断（DNA分子杂交法、DNA探针法）基因治疗（植入正常基因）例：抗虫棉（苏云金杆菌毒蛋白基因棉花）胰岛素（人胰岛素基因大肠杆菌）ADA （腺苷脱氨酶）基因缺陷症的治疗（正常基因+病毒核酸感染细胞注射入患者体内）基因