基因工程的基本工具

从 以 下 叙 述 的 事 实 中 你 能 得 到 什 么 结 论 ？ 人 的 -珠 蛋 白 的 基 因 中 ， 外 显 子 的 碱 基 对 在 整 个 基 因 碱 基 对中 所 占 的 比 例 为 (146 3) 1 700 100%=26%。 人 的 凝 血 因 子 的 基 因 中 ， 外 显 子 的 碱 基 对 在 整 个 基 因 中 所 占 的比 例 为 (2 552 3) 186 000 100%=4%。 在 真 核 细 胞 中 ， 不 同 基 因 的 编 码 序 列 (或 非 编 码 序 列 )，在 各 自 基 因 中 所 占 的 比 例 是 不 同 的 ； 在 真 核 细 胞 中 ， 编 码 序 列 在 整 个 基 因 中 所 占 比 例 较 少 ，而 非 编 码 序 列 所 占 的 比 例 较 大 。 体 现 了 真 核 细 胞 基 因 结构 及 其 功 能 的 复 杂 性 。 复 习 巩 固 真 核 细 胞 的 基 因 结 构 在 遗 传 学 上 通 常 将 能 编 码 蛋白 质 的 基 因 称 为 结 构 基 因 。 真 核 生 物 的 结 构 基 因 是 断 裂的 基 因 。 一 个 断 裂 基 因 能 够 含 有 若 干 段 编 码 序 列 ， 这 些可 以 编 码 的 序 列 称 为 外 显 子 。 在 两 个 外 显 子 之 间 被 一 段不 编 码 的 间 隔 序 列 隔 开 ， 这 些 间 隔 序 列 称 为 内 含 子 。 每个 断 裂 基 因 在 第 一 个 和 最 后 一 个 外 显 子 的 外 侧 各 有 一 段非 编 码 区 ， 有 人 称 其 为 侧 翼 序 列 。 在 侧 翼 序 列 上 有 一 系列 调 控 序 列 (图 3-3)， 主 要 包 括 启 动 子 、 增 强 子 、 终 止子 等 。 真 核 细 胞 基 因 结 构 示 意 图 人 类 基 因 组 计 划 主 要 内 容 包 括 绘 制 人 类 基 因 组 的 4张图 ， 即 遗 传 (连 锁 )图 、 物 理 图 、 DNA序 列 图 和 转 录 图 ： (1)遗 传 图 遗 传 图 是 指 基 因 或 DNA标 记 (如 多 肽 性 遗 传标 记 )在 染 色 体 上 以 遗 传 距 离 表 示 相 对 位 置 的 图 ， 又 称 为连 锁 图 。 (2)物 理 图 物 理 图 指 表 示 DNA序 列 上 DNA标 记 之 间 实 际 距离 的 图 。 (3)序 列 图 序 列 图 是 指 整 个 人 类 基 因 组 的 核 苷 酸 序 列 图 ，也 是 最 详 尽 的 物 理 图 。 (4)转 录 图 在 整 个 人 类 基 因 组 中 ， 只 有 1% 5%的 DNA序列 为 编 码 序 列 。 即 可 转 录 部 分 。 所 以 ， 一 张 人 类 基 因 组的 转 录 图 (也 称 cDNA图 或 表 达 序 列 图 )才 是 人 类 基 因 图 的雏 形 。 基 因 工 程 的 基 本 工 具09年 12月 24日 定 向 基 因 改 造 设 想 : 将 金 芽 孢 杆 菌 抗 虫 基 因 移 植 到 棉花 的 细 胞 中 ， 使 棉 花 具 有 抗 虫 害 的 作 用 。可 以 编 码 蛋 白 质 -目 的 基 因 基 因 工 程 的 基 本 内 容一 、 基 因 工 程 （ 基 因 拼 接 技 术 或 DNA重 组 技 术 ）2、 原 理 ： 基 因 重 组3、 研 究 水 平 ： 分 子 水 平1、 概 念 在 生 物 体 外 ， 通 过 对 DNA分 子 进 行 人 工 “ 剪 切 ”和 “ 拼 接 ” ， 对 生 物 的 基 因 进 行 改 造 和 重 新 组 合 ，然 后 导 入 受 体 细 胞 内 进 行 无 性 繁 殖 ， 使 重 组 基 因在 受 体 细 胞 内 表 达 ， 产 生 出 人 类 所 需 要 的 基 因 产物 的 方 法 。 它 能 定 向 改 造 生 物 的 遗 传 性 状 。 将 抗 虫 基 因 移 植 到 棉 花 的 细 胞 中 ， 使 棉 花具 有 抗 虫 害 的 作 用 。 假 如 你 作 为 一 名 研 究 者 来完 成 这 一 项 工 作 ， 那 么 你 会 遇 到 哪 些 困 难 或 需要 解 决 哪 些 问 题 呢 ？ 1、 如 何 将 抗 虫 基 因 从 苏 云 金 芽 孢 杆菌 的 DNA上 切 割 下 来 ？ 2、 如 何 将 抗 虫 基 因 送 入 棉 花 细 胞 中 ？ 基 因 工 程 的 基 本 内 容一 、 基 因 工 程 的 概 念原 理 ： 基 因 重 组研 究 水 平 ： 分 子 水 平二 、 基 因 操 作 的 工 具1、 基 因 的 剪 刀 限 制 性 内 切 酶 G A A T T CGC T T A A A A T T CG C T T A A G例 如 ： 从 大 肠 杆 菌 中 发 现 的 一 种 限 制 性 内 切 酶黏 性 末 端 基 因 工 程 的 基 本 内 容一 、 基 因 工 程 的 概 念原 理 ： 基 因 重 组研 究 水 平 ： 分 子 水 平二 、 基 因 操 作 的 工 具1、 基 因 的 剪 刀 限 制 性 内 切 酶各 种 限 制 酶 能 识 别 和 切 割 不 同 的 序 列 ，即 具 有 专 一 性 基 因 工 程 的 基 本 内 容一 、 基 因 工 程 的 概 念原 理 ： 基 因 重 组研 究 水 平 ： 分 子 水 平二 、 基 因 操 作 的 工 具1、 基 因 的 剪 刀 限 制 性 内 切 酶 具 有 专 一 性2、 基 因 的 针 线 DNA连 接 酶 思 考 ： DNA连 接 酶 催 化 的 是 DNA结 构 中 的 哪 根化 学 键 ？ 基 因 工 程 的 基 本 内 容一 、 基 因 工 程 的 概 念原 理 ： 基 因 重 组研 究 水 平 ： 分 子 水 平二 、 基 因 操 作 的 工 具1、 基 因 的 剪 刀 限 制 性 内 切 酶 具 有 专 一 性2、 基 因 的 针 线 DNA连 接 酶 使 前 一 个 脱 氧 核 苷 酸 链 的 脱 氧 核 糖 和 下 一 个 脱 氧核 苷 酸 链 的 磷 酸 连 接 起 来 基 因 工 程 的 基 本 内 容一 、 基 因 工 程 的 概 念原 理 ： 基 因 重 组 研 究 水 平 ： 分 子 水 平二 、 基 因 操 作 的 工 具1、 基 因 的 剪 刀 限 制 性 内 切 酶 具 有 专 一 性2、 基 因 的 针 线 DNA连 接 酶3、 基 因 的 运 输 工 具 运 载 体 基 因 工 程 的 基 本 内 容一 、 基 因 工 程 的 概 念原 理 ： 基 因 重 组 研 究 水 平 ： 分 子 水 平二 、 基 因 操 作 的 工 具1、 基 因 的 剪 刀 限 制 性 内 切 酶 具 有 专 一 性2、 基 因 的 针 线 DNA连 接 酶3、 基 因 的 运 输 工 具 运 载 体运 载 体 必 须 具 备 的 特 点 能 够 在 宿 主 细 胞 中 复 制 并 稳 定 地 保 存 。 具 有 多 个 限 制 酶 切 点 。 具 有 某 些 标 记 基 因 。 1、 只 有 原 核 生 物 才 具 有 质 粒 吗 ？2、 质 粒 都 是 环 状 DNA分 子 ， 对 不 ？质 粒 一 般 存 在 原 核 细 胞 体 内 ， 但 是 真 核 细 胞 也 有 ， 比 如酵 母 菌 。 酵 母 菌 的 质 粒 存 在 于 细 胞 质 中 。1、 目 前 已 普 遍 认 为 质 粒 仅 指 细 菌 、 酵 母 和 放 线 菌 等 生物 中 染 色 体 以 外 的 单 纯 DNA分 子 ；2、 某 些 质 粒 既 能 独 立 存 在 于 细 胞 中 ， 又 能 整 合 到 染 色体 上 ， 这 种 质 粒 则 称 为 附 加 体 ；3、 大 部 分 质 粒 独 立 于 染 色 体 而 复 制 、 转 移 ， 并 且 决 定细 菌 的 某 些 性 状 ， 其 遗 传 具 有 类 似 细 胞 质 遗 传 的 特 征 。 例 ： 下 列 黏 性 末 端 属 于 用 同 一 种 限 制 酶切 割 而 成 的 是 A B C D B