DNA重組技術的基本工具(市級公開課).ppt

設想一 能否培養(yǎng)出具有抗蟲性狀的抗蟲棉呢 胰島素是治療糖尿病的特效藥 長期以來只能從豬 牛等動物的胰腺中提取 產(chǎn)量低成本高 而微生物生長迅速 容易控制 于是科學家設想 若能將人的胰島素基因?qū)胛⑸矬w內(nèi) 并得以表達 就不僅能解決產(chǎn)量問題 還能大大降低生產(chǎn)成本 使藥品價格大幅下降 設想二 能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素等珍貴藥物 這些定向改造基因的設想能實現(xiàn)嗎 經(jīng)過多年的努力 科學家終于在20世紀70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術 基因工程 基因工程的概念 基因工程 指按照人們的愿望 進行嚴格的設計并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術 賦予生物以新的遺傳特性 創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品 由于基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的 因此又叫作DNA重組技術或基因拼接技術 基因拼接技術或DNA重組技術 生物體外 基因 DNA分子水平 人類需要的基因產(chǎn)物 剪切 拼接 導入 表達 基因重組 基因工程的概念 基因工程培育抗蟲棉的簡要過程 抗蟲棉的培育有哪些關鍵步驟 解決培育抗蟲棉的關鍵步驟需要哪些工具 基因工程培育抗蟲棉的關鍵步驟 關鍵步驟一 抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細胞內(nèi)提取出來 關鍵步驟二 抗蟲基因與棉花DNA 縫合 關鍵步驟三 抗蟲基因進入棉花細胞 解決培育抗蟲棉的關鍵步驟需要哪些工具 分子手術刀 限制性核酸內(nèi)切酶 分子縫合針 DNA連接酶 分子運輸車 基因進入受體細胞的載體 DNA重組技術的基本工具 本節(jié)知識內(nèi)容 1 1DNA重組技術的基本工具 專題一基因工程 分子手術刀 限制酶 分子縫合針 DNA連接酶 分子運輸車 基因進入受體細胞的載體 識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列 并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開 主要是原核生物 4000種 1 來源 2 種類 3 作用 5 結(jié)果 形成兩種末端 一 分子手術刀 限制性核酸內(nèi)切酶 4 切割方式 錯切和平切 G 限制酶切割磷酸二酯鍵 限制性內(nèi)切酶作用過程 1 大腸桿菌的一種限制酶 EcoR 能識別GAATTC序列 并在G和A之間切開形成黏性末端 2 Sma 能識別CCCGGG序列 并在C和G之間切割形成平末端 常見的兩種限制酶 Sma 平末端平末端 EcoR 黏性末端 黏性末端 什么叫黏性末端 當限制酶從識別序列的中心軸線兩側(cè)切開時 被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口 帶有幾個伸出的核苷酸 他們之間正好互補配對 這樣的切口叫黏性末端 什么叫平末端 當限制酶從識別序列的中心軸線處切開時 切開的DNA兩條單鏈的切口 是平整的 這樣的切口叫平末端 基因的針線 DNA連接酶 G 連接酶連接磷酸二酯鍵 DNA連接酶的作用過程 二 分子縫合針 DNA連接酶 T 磷酸二酯鍵 A 作用部位 是磷酸二酯鍵 扶手 不是氫鍵 梯子 DNA連接酶將兩條DNA鏈連接起來的酶 連接黏性末端 連接黏性末端和平末端 分類 作用 E coliDNA連接酶 連接酶種類 T4DNA連接酶 DNA聚合酶和DNA連接酶有何相同點和不同點 DNA連接酶 DNA聚合酶 連接DNA鏈 連接部位 雙鏈 在兩DNA片斷之間形成磷酸二脂鍵 單鏈 將單個核苷酸加到已存在的核酸片斷3 末端形成磷酸二脂鍵 核苷酸分子的連接 DNA聚合酶連接單鏈DNA把單個脫氧核苷酸連接到DNA片段上 三 分子運輸車 基因進入受體細胞的載體 要讓一個從甲生物細胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進行表達 首先得將這個基因送到乙生物的細胞內(nèi)去 能將外源基因送入受體細胞的工具就是載體 1 基因工程的載體被喻為 分子運輸車 2 基因工程的載體來源 作為基因工程的載體需要怎樣的條件呢 質(zhì)粒 噬菌體 動植物病毒 議一議 2 能否用SARS病毒作為基因載體 3 作為載體 若沒有切割位點將怎樣 4 攜帶目的基因的載體是否進入了受體細胞 如何鑒定 5 假如目的基因?qū)胧荏w細胞后不能復制 將怎樣 1 從化學組成來看 載體應含有什么成分 雙鏈DNA 不能 不能進行DNA的重組 載體上應有標記基因 可能造成基因丟失 作為載體的必要條件 1 能自我復制能進入受體生物細胞并在受體生物細胞內(nèi)復制并表達 2 有一個至多個限制酶切位點能與目的基因結(jié)合3 有遺傳標記基因便于觀察4 對受體細胞無害 易分離安全 比較容易得到 認識常用的載體 質(zhì)粒 質(zhì)粒是基因工程常用的載體 一種裸露的 結(jié)構簡單 獨立于染色體或細菌擬核之外 能自我復制的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子 對宿主細胞沒有影響 主要存在于細菌和酵母菌體內(nèi) 其中最常用的是大腸桿菌質(zhì)粒 課本知識回顧 1 基因工程又叫做或 通俗地說 就是按照人們的意愿 把一種生物的某種提取出來 加以 然后放到另一種生物的細胞里 改造生物的遺傳性狀 基因拼接技術 DNA重組技術 基因 修飾改造 定向地 2 DNA重組技術的基本工具 分子手術刀 分子縫合針 分子運輸車 限制 性核酸內(nèi)切 酶 DNA連接酶 基因進入受體細胞的載體 3 限制性核酸內(nèi)切酶 主要是從的一種酶 識別雙鏈DNA分子的某種 并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的斷開 形成兩種末端 原核生物中分離純化出來 特定的核苷酸序列 磷酸二酯鍵 黏性末端 平末端 4 分子縫合針 DNA連接酶 1 種類 2 作用部位 兩類 連接黏性末端 E coliDNA連接酶 T4DNA連接酶 磷酸二酯鍵 連接黏性末端和平末端 4 基因進入受體細胞的載體 通常有三種 作為載體的條件 在進行基因工程操作中 真正被用作載體的質(zhì)粒都是在 質(zhì)粒 噬菌體衍生物 動植物病毒 天然質(zhì)粒 人工改造 的 能自我復制 有切割位點 有遺傳標記基因 對受體細胞無害 易分離 基礎上進行過 練習 1 在基因工程中 切割運載體和含有目的基因的DNA片段 需使用 同種限制酶B 兩種限制酶同種連接酶D 兩種連接酶 不屬于質(zhì)粒被選為基因運載體的理由是A 能復制 B 有多個限制