基因工程1ppt课件

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1、基因工程1ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望定向基因改造设想定向基因改造设想 设想一设想一能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？干扰素等珍贵的药物？经过多年的努力，科学家于经过多年的努力，科学家于2020世纪世纪7070年年代创立了可以定向改造生物的新技术代创立了可以定向改造生物的新技术基因工程。基因工程是狭义的遗传工程，基因工程是狭义的遗传工程，但

2、广义的遗传工程泛指把但广义的遗传工程泛指把一种生物的遗传物质一种生物的遗传物质（细胞核、染色体脱氧核糖核酸等）（细胞核、染色体脱氧核糖核酸等）移到另一种生移到另一种生物的细胞中去物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息，并使这种遗传物质所带的遗传信息在在受体细胞中表达受体细胞中表达。基因工程的核心是构建重组基因工程的核心是构建重组DNADNA分子，因此，早分子，因此，早期也将基因工程称为重组期也将基因工程称为重组DNADNA技术。技术。什么是基因工程什么是基因工程基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程实质实质结果结果重组重组DNADNA

3、技术技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组基因工程的概念基因工程的概念1、为什么细菌的基因可以导入植物细胞内？、为什么细菌的基因可以导入植物细胞内？2、为什么细菌的基因可以在植物细胞内表达？、为什么细菌的基因可以在植物细胞内表达？基因工程实现的基础：基因工程实现的基础：（1 1）共同的分子组成和规则双螺旋结构是基因）共同的分子组成和规则双螺旋结构是基因工程的物质基础；工程的物质基础；（2 2）不同生物共用一套密码子是理论基础；）不同生物共用一套密码子是理论基础；（3 3）一系列工具的发现

4、为基因工程提供了技术）一系列工具的发现为基因工程提供了技术基础。基础。苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌 (有抗虫特性有抗虫特性)普通棉花普通棉花(无抗虫特性无抗虫特性)抗虫基因抗虫基因导入导入棉花细胞棉花细胞(含抗虫基因含抗虫基因)棉花植株棉花植株(有抗虫特性有抗虫特性)切割切割v1、基因的剪刀v 2、基因的针线v 3、基因的载体限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNA连接酶连接酶质粒质粒 一、工具酶一、工具酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶v早在早在1970年，从细菌中分离得到。年，从细菌中分离得到。1994年分离到年分离到2300多种，常用多种，常用200多多种，主要从微生物分离。种，主要从微生

5、物分离。v功能：功能：能够能够特异性特异性地地识别识别DNA上一小段特殊的核苷上一小段特殊的核苷酸序列，并且只能在这段序列的酸序列，并且只能在这段序列的特定切点特定切点上上切割切割此此DNA分子。分子。（具有特异性）（具有特异性）G AATTC CTTAA G A AGCTT TTCGA A基因操作的工具基因操作的工具重播重播APCPGPTPAPCPGPTP限制酶切割的是哪个部位的键限制酶切割的是哪个部位的键?磷酸二酯键磷酸二酯键限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶要想获得要想获得DNA上决定某个特定性状的基因，上决定某个特定性状的基因，必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性必须要用限制酶切几个

6、切口？可产生几个黏性末端？末端？如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNA用用同一种同一种限制酶限制酶来切割，会怎样呢？来切割，会怎样呢？会产生会产生相同的相同的(互补）互补）粘性末端粘性末端两个切口，四个粘性末端。两个切口，四个粘性末端。基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制性核酸用同种限制性核酸酶切割酶切割重组重组DNAv连接的部位连接的部位 磷酸二

7、酯键磷酸二酯键v结果结果 两个两个DNA相同的相同的粘性末端连接粘性末端连接起来。起来。二、工具酶二、工具酶DNA连接酶连接酶基因操作的工具基因操作的工具vDNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶是一回事吗？聚合酶是一回事吗？v相同点：相同点：两者都是形成磷酸二酯键。两者都是形成磷酸二酯键。v不同点：不同点：DNA DNA聚合酶是以一条聚合酶是以一条DNADNA链为模板，将单个核苷链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条酸通过磷酸二酯键形成一条DNADNA链；链；DNA DNA连接酶是将连接酶是将DNADNA双链上的两个缺口同时连接起双链上的两个缺口同时连接起来。来。v作用作用 将外

8、源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。v常用的常用的质粒质粒噬菌体噬菌体动植物病毒等动植物病毒等载体载体质粒是能够自主复制的双链环状DNA分子，它们在细菌中以独立于染色体之外的方式存在，是一种特殊的遗传物质。质质粒粒分分子子结结构构示示意意图图返回基因工程的操作工具基因工程的操作工具载体载体1、要能与所选的基因（目的基因）连接。、要能与所选的基因（目的基因）连接。具有相同的限制性核酸内切酶切点。具有相同的限制性核酸内切酶切点。2、要能、要能侵入侵入宿主细胞，并且能在宿主细胞中宿主细胞，并且能在宿主细胞中复制复制并并稳定的稳定的保存保存。质粒的存在对宿主细胞无影响，质粒的存在对宿主细胞无影

9、响，？3 3、要具有、要具有标记基因标记基因 （抗生素的抗性基因、产物具（抗生素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）有颜色反应的基因等）？能充当载体：能充当载体：质粒、噬菌体和动植物病毒质粒、噬菌体和动植物病毒以便能进行筛选（用以检测目的基因有没有导入）。以便能进行筛选（用以检测目的基因有没有导入）。载体必须同时满足的要求：载体必须同时满足的要求：思考：思考：如何让目的基因与载体（质粒）连接起来？如何让目的基因与载体（质粒）连接起来？质粒质粒DNADNA分子分子同一种同一种限制性核限制性核酸内切酶处理酸内切酶处理一个切口一个切口两个粘性末端两个粘性末端两个切口两个切口的目的基因的目的基因重组

10、重组DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）DNADNA连接酶连接酶基因操作的工具：基因操作的工具：1、基因的剪刀、基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶2、基因的的针线、基因的的针线DNA连接酶连接酶3、基因的运输工具、基因的运输工具载体载体基因工程原理：目的基因在宿主细胞中稳定和高效表达三、基因操作的基本步骤三、基因操作的基本步骤v2、形成重组、形成重组DNA分子分子v3、将、将重组重组DNA分子分子导入受体细胞导入受体细胞v4、筛选含有目的基因的、筛选含有目的基因的受体细胞受体细胞v1、获得目的基因、获得目的基因v5、目的基因的表达、目的基因的表达1、获得目的基因、获得目的基因目前被较广

11、泛提取使用的目的基因有：目前被较广泛提取使用的目的基因有：目前被较广泛提取使用的目的基因有：目前被较广泛提取使用的目的基因有：植物抗虫基因、植物抗虫基因、植物抗虫基因、植物抗虫基因、人胰岛素基因、人胰岛素基因、人胰岛素基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、人干扰素基因、人干扰素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、种子贮藏蛋白基因、种子贮藏蛋白基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。植物抗病基因等。植物抗病基因等。植物抗病基因等。(1)目的基因的概念：人们需要的特定基因。目的基因的概念：人们需要的特定基因。（2）获得目的基因的途径化学方法人工合成基因，用聚合酶链式反应（PCR）扩增-已知序列建立基

12、因文库，寻找目的基因 未知序列思考：思考：目的基因与运载体结合的结果可能有目的基因与运载体结合的结果可能有几种情况？几种情况？目的基因与目的基因结合；目的基因与目的基因结合；质粒与质粒结合；质粒与质粒结合；目的基因与质粒结合。目的基因与质粒结合。v2、形成重组、形成重组DNA分子分子相同的限制性核酸内切酶切割目的基因和载体DNA3、将重组、将重组DNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞导入思路：导入思路：导入合适的受体细胞中导入合适的受体细胞中导入过程：导入过程：受体细胞：细菌受体细胞：细菌CaCL2细胞壁的通透性增大细胞壁的通透性增大重组质粒进入受体细胞重组质粒进入受体细胞目的基因随受体细胞的

13、繁殖而复制目的基因随受体细胞的繁殖而复制将目的基因导将目的基因导将目的基因导将目的基因导入受体细胞入受体细胞入受体细胞入受体细胞将受体细胞将受体细胞将受体细胞将受体细胞进行扩增进行扩增进行扩增进行扩增v4筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞利用载体上的标记基因和选择培养基v目的基因在宿主细胞中表达，产生人们需要的目的基因在宿主细胞中表达，产生人们需要的功能物质功能物质v5、目的基因的表达、目的基因的表达小 结基因工程的基本内容 基因操作的基本步骤 基因操作的工具限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶载体载体载体载体形成重组形成重组形成重组形成重组DNADNA分子分子分子分子目的基因的表达目的基因的表达目的基因的表达目的基因的表达筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞获得目的基因获得目的基因获得目的基因获得目的基因vv将将将将重组重组重组重组DNADNA分子分子分子分子导入受体细胞导入受体细胞导入受体细胞导入受体细胞