第二章 基因工程基础知识-自制

第二章基因工程主要内容：基因工程概述及基本技术路线基因工程基础知识重组DNA技术所需的基本条件（1）工具酶（2）载体（3）受体菌或受体细胞4.重组DNA技术的操作过程（1）目的基因的获得（2）DNA重组及导入受体细胞

（3）重组子的筛选及鉴定第一部分基因工程概述1.基因工程概述按照人们的愿望（人为的），进行严密的设计（类似工程设计），通过体外DNA重组（非生命活动过程）和转基因等技术，有目的地改造生物种性，使现有的物种在较短的时间内趋于完善（区别于自然突变和常规育种），创造出更符合人们需求的新的生物类型；利用这种技术对人类疾病进行有效的诊断和治疗。2、基因工程研究的重大历史事件1944Avery肺炎双球菌转化试验证明使细菌性状发生转化的因子是DNA，DNA分子是遗传信息的载体。19533.基因工程理论依据：（1）不同基因有相同的物质基础所有生物的DNA组成和基本结构都相同。不同生物间的DNA可以重组互换。病毒的遗传物质RNA可通过反转录产生cDNA（互补DNA），不影响基因的重组或互换。（2）基因可以切割限制性内切酶可将基因从DNA分子上切割下来。（3）基因可以转移

DNA分子可在生物体内和不同生物体间转移，插入到靶DNA分子间。（4）多肽与基因间存在对应关系

一种多肽就有一种相对应的基因。“一个基因，一个酶”（5）遗传密码可以通用一系列三联密码子（除极少数几个以外）同氨基酸的对应关系在所有生物中相同。重组DNA分子导入任何生物，均能转录翻译出相同的氨基酸。（6）基因可通过复制把遗传信息传给下一代重组基因一般可以传代，可获得相对稳定的转基因生物。4.基因工程突出的优点

打破了常规育种难以突破的物种之间的界限可以使原核生物与真核生物之间的遗传信息进行相互重组和转移可以使动物与植物之间的遗传信息进行相互重组和转移可以使人与其他生物间的遗传信息进行相互重组和转移5.基因工程基本路线图

分（离目的基因）切（割目的基因和载体）接（连目的基因和载体）

转（化宿主细胞）

筛（选阳性克隆）表（达目的基因）基因工程技术实验流程

人为地将生物体DNA片段化和连接重组是基因工程的基本内容和关键技术，因此基因工程也称DNA重组技术。DNA是基因工程操作的主要对象。6、基因工程技术的实验流程为了解按人们的设计对不同的DNA分子或DNA片段进行重组的过程，我们先来复习一下DNA的组成、结构和功能。

第二部分

核酸的基础知识涉及内容：1.核酸的分类2.核酸的组成3.核酸的结构4.核酸的性质5.核酸的功能第一节核酸的分类与功能一、核酸的分类核酸是存在于细胞中的一类大分子酸性物质，可分为以下两类：

核糖核酸（ribonucleicacid,RNA）脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA）核酸二、核酸的功能1、DNA（1）DNA是主要的遗传物质①DNA是可通过复制遗传给下一代。

染色体由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的载体。②DNA的组成差异决定了细胞中所有蛋白质、RNA的结构特征。子代利用遗传下来的DNA可以制造与父代相同的RNA、蛋白质，故种瓜得瓜、种豆得豆。③多细胞的DNA控制了细胞分化、个体形成乃至个体的生老病死。任何一个多细胞生物的体细胞都含有完全相同的DNA。

提问：为什么人体各组织器官的细胞形状各异、功能不同？

答案：不同细胞不同部分DNA发挥了作用（即表达），其余DNA休眠。（2）DNA的存在形态DNA为双链分子，其中大多数是链状结构大分子，也有少部分呈环状结构。2、RNA参与遗传信息的表达，在蛋白质的合成中起着重要的辅助作用。主要可分为以下三类：mRNA

将DNA的遗传信息传递到核糖体，合成蛋白质，1-5%。tRNA

翻译氨基酸信息，并将相应的氨基酸转运到核糖体，10-15%。rRNA

是核糖体的主要组成部分，与蛋白质生物合成功能相关，80%。RNA为单链分子，但也可形成局部的双螺旋结构。1.mRNA信使RNA2.rRNA核糖体RNA3.tRNA转运RNA

4.RNA病毒以RNA为遗传物质；第二节核酸的组成核酸核苷酸磷酸核苷戊糖碱基水解核酸的组成成分代表戊糖，DNA—脱氧核糖，RNA—核糖；代表碱基

代表磷酸基核苷酸戊糖核糖(inRNA)2｀－脱氧核糖(inDNA)碱基RNADNA

嘧啶环

嘌呤环尿嘧啶U胸腺嘧啶T胞嘧啶C鸟嘌呤G腺嘌呤A核苷酸磷酸碱基戊糖八种核苷酸如下表所示

M-单、D-二、T-三；P-磷酸RNA的名称为某（单、二、三）苷酸，DNA在某（单、二、三）前加脱氧两字。如AMP称腺苷一磷酸(或腺苷酸），dAMP称为脱氧腺苷一磷酸（脱氧腺苷酸）。第三节核酸的结构3.1DNA的一级结构DNA的一级结构是指DNA上的核苷酸排列顺序。(核苷酸相当于氨基酸、单糖的角色）脱H2O酯键相连3`，5`-磷酸二酯键首尾3`5`A.DNA碱基互补原则3.2DNA的二级结构（双螺旋）腺嘌呤胸腺嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶其他组合易相互排斥例如G:T＊因此，DNA双链藉著A:T和G

:

C的配对关系互相合。DNA一股的核苷酸序列与另一股的序列

互补（A-T、G-C）。B.二级结构—B型双螺旋结构大部分DNA所具有的双螺旋结构，亦称为B型小沟大沟1.反向、平行、右手螺旋5`3`5`3`2.链间碱基配对相连3.每10个碱基对螺旋上升一周

目前已知DNA双螺旋结构可分为A、B、C、D及Z型等数种，除Z型为左手双螺旋外，其余均为右手双螺旋。在真核及原核细胞皆有证据显示短的Z型DNA存在。C.其他类型的DNA双螺旋目前，已知DNA双螺旋结构可分为A、B、C、D及Z型等数种，除Z型为左手双螺旋外，其余均为右手双螺旋。Z型DNA左旋、细长

A、B、Z型DNA双螺旋结构3.3DNA的三级结构

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