第二节基因工程的基本操作步骤

第二节基因工程的基本操作步骤第1页，课件共23页，创作于2023年2月获得目的基因形成重组DNA分子将重组DNA分子导入受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞目的基因的表达基因工程基本操作步骤第2页，课件共23页，创作于2023年2月一、获得目的基因1、目的基因较小且序列已知——用化学方法直接人工合成。2、目的基因的全部或部分序列已知——用聚合酶链式反应（简称PCR）技术扩增3、目的基因的序列是未知的——从基因文库中获取目的基因第3页，课件共23页，创作于2023年2月②用某种限制酶切成多个片段①提取某种生物的DNA第一步：建立基因文库（一般已做好）③将片段与载体连接起来④导入受体菌（常用大肠杆菌）群体中基因文库第二步：从基因文库中获取目的基因⑤根据目的基因的产物等特性，用原限制酶将目的基因切下。第4页，课件共23页，创作于2023年2月①用与切下目的基因的同种限制酶切开载体DNA二、形成重组DNA分子②用DNA连接酶连接目的基因和载体DNA，形成重组DNA分子。（重组质粒或重组病毒）第5页，课件共23页，创作于2023年2月三、将重组DNA分子导入受体细胞第6页，课件共23页，创作于2023年2月构建重组质粒第7页，课件共23页，创作于2023年2月四、筛选含有目的基因的受体细胞在含有四环素的选择培养基上培养目的基因抗四环素基因导入只有含重组DNA分子的细胞能生长抗四环素基因抗氨苄青霉素基因与目的基因两侧相同的酶切位点含目的基因第8页，课件共23页，创作于2023年2月含四环素的培养基含氨苄青霉素的培养基含目的基因第9页，课件共23页，创作于2023年2月五、目的基因的表达

受体细胞是原核细胞时，目的基因可留在质粒上；受体细胞是真核细胞时，目的基因必须插入染色体DNA。第10页，课件共23页，创作于2023年2月①检测目的基因是否插入了受体细胞染色体DNA中——DNA分子杂交技术将DNA固定在膜上，加热解旋将带有放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段（探针，一般为单链）加到膜上提取受体细胞基因组DNA一段时间后冲洗检测膜上是否有杂交带（放射性）第11页，课件共23页，创作于2023年2月第12页，课件共23页，创作于2023年2月②检测目的基因是否转录——分子杂交技术固定在膜上的变成mRNA，探针与①相同③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原-抗体杂交④检测生物个体是否出现相应性状第13页，课件共23页，创作于2023年2月活动：完成“基因工程操作程序的模拟操作”思考：基因工程的理论基础是什么？第14页，课件共23页，创作于2023年2月原核生物界原生生物界植物界动物界真菌界第15页，课件共23页，创作于2023年2月DNA的结构和功能第16页，课件共23页，创作于2023年2月转录翻译遗传信息的表达机制相同第17页，课件共23页，创作于2023年2月整个生物界共用一套密码子第18页，课件共23页，创作于2023年2月二、基因工程的理论基础DNA的结构相同（双螺旋结构）DNA功能相同（即复制方式和表达机制相同）整个生物界共用一套密码子哪些技术能保证基因工程能够实施？第19页，课件共23页，创作于2023年2月获得目的基因形成重组DNA分子将重组DNA分子导入受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞目的基因的表达工具?限制酶DNA连接酶载体:质粒、病毒第20页，课件共23页，创作于2023年2月（3）蛋白组分析蛋白质合成后，还要进行磷酸化、糖基化、除去末端氨基酸、蛋白质剪切等翻译后修饰，仅从核酸的序列并不能完全描述一个蛋白质。尽管分析不同细胞类型中表达的蛋白已近20年，直到1995年才由Wilkins和Williams提出一个与基因组相对应的名词蛋白组分析的核心技术是蛋白质双向电泳。

技术上三大发明：（1）基因转移载体的发现——1967，T.F.Roth&D.R.Helinski，发现质粒的自我复制能力，并能够在细菌之间转移。基因是可以转移的。（2）工具酶的发明——1972H.C.Smith、W.Arber&D.Nathans从流感嗜血杆菌中分离得到限制性内切酶；1970年，逆转录酶的发现使真核细胞的基因制备成为可能；此后，多种限制酶和连接酶发现。基因是可切割的。（3）DNA体外重组的实现——1972年，美Berg第一次构建出了体外重组DNA分子。重组DNA表达实验的成功——1973，H.Boyer&S.Cohen选用仅含单一EcoRI酶切位点的载体质粒pSC101，使之与非洲爪蟾核糖体蛋白基因的DNA片段重组。重组的DNA转入大肠杆菌DNA中，转录出相应的mRNA。基因工程诞生元年第21页，课件共23页，创作于2023年2月技术进一步推动基因工程的发展：（1）第一例转基因动物和转基因植物问世——1980科学家通过显微注射培育出世界第一个转基因小鼠。1983，科学家采用农杆菌转化法，培育出世界上第一例转基因烟草。（2）PCR技术的发明——1988年，美K.Mullis发明PCR技术，使基因工程进一步发展。TheNobelPrizeinChemistry1993"forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method"KaryB.Mullis

LaJolla,CA,USA第22页，课件共23页，创作于2023年2月为了将上图的目的基因与左图的质粒结合，应该用_______限制酶切开质粒，这是为了保证目的基因两端与质粒露出的________能够碱基互补配对，之后在________作用下才能够牢固结合，形成一个__________。将重组质粒导入受体细胞后，受体细胞将获得___________能力。EcoR.1切点Hand.3切点Taq.1切点