工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程誕生

第一章基因工程1.1工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生什么叫基因工程？基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。該技術是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。（一）基因工程的概念基因工程的別名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質結果基因拼接技術或DNA重組技術生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產物剪切→拼接→導入→表達基因重組DNA重組技術的基本工具準確切割DNA的工具（“分子手術刀”）DNA片段的連接工具（“分子縫合針”）基因轉移工具（“分子運輸車”）基因的大小以納米計算，要對它進行剪切、拼接等操作，沒有非常精細的工具是不行的。進行基因操作最少需要以下三種工具：思考在自然界中有一些生物的DNA可能進入另一種生物的細胞中。我們有沒有學過相關的實例？現(xiàn)今存在的生物為什么沒有在長期的進化過程中被外源DNA的入侵而滅絕，仍能保持一種穩(wěn)定狀態(tài)？怎樣才能使外來的DNA失效從而保護自身？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。微生物4000種。1、來源：2、種類：3、作用：4、結果：形成兩種末端一、“分子手術刀”——限制性核酸內切酶黏性末端平末端特異性限制酶切割DNA后形成的末端——黏性末端、平末端是如何形成的？重播大腸桿菌(E.coli)的一種限制酶能識別GAATTC序列，并在G和A之間切開。什么叫黏性末端？當限制酶從識別序列的中心軸線兩側切開時，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。要想獲得某個特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個切口？可產生幾個黏性末端？要切兩個切口，產生四個黏性末端。如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會怎樣呢？

會產生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就似乎可以合成重組的DNA分子了。思考基因的針線──DNA連接酶切斷的DNA片段要與受體細胞的DNA連接，你覺得可以用什么酶？2.DNA連接酶——“分子縫合針”

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。“分子縫合針”——DNA連接酶根據(jù)酶的來源不同，可以將這些酶分為兩類：1.從大腸桿菌中分離得到：E.coliDNA連接酶，只能將雙鏈DNA片段互補的粘性末端之間連接。2.從T4噬菌體中分離到：

T4連接酶，既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的粘性末端，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端，但連接平末端之間的效率比較低?；虻尼樉€：DNA連接酶

G

AA

TT

CC

TT

AA

GG

AA

TT

CC

TT

AA

GGC

TT

AA

AA

TT

C

GG

C

TT

AA

AA

TT

C

GGC

TT

AA

AA

TT

C

G同種限制酶切割基因進入受體細胞的載體

要讓一個從甲生物細胞內取出來的基因在乙生物體內進行表達，首先得將這個基因送到乙生物的細胞內去！能將外源基因送入細胞的工具就是載體?；蜻M入受體細胞的載體假如目的基因導入受體細胞后不能復制將怎樣？作為載體沒有切割位點將怎樣？目的基因是否進入受體細胞，你如何察覺？如果載體對受體細胞有害將怎樣？作為載體的必要條件能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存具多個限制酶切點，以便與外源基因連接。能進入受體生物細胞并在受體生物細胞內復制并表達；具有某些標記基因，便于進行篩選。對受體細胞無害比較容易得到“分子運輸車”

——運載體1.作用：2.種類：質粒、噬菌體和動植物病毒

將外源基因送入受體細胞。

3、基因的運輸工具——運載體能復制并帶著插入的目的基因一起復制有切割位點有標記基因的存在，將來可用含青霉素的培養(yǎng)基鑒別。質粒的特點:1、細胞染色體（或擬核DNA分子）外能自主復制的小型環(huán)狀DNA分子；2、質粒的存在對宿主細胞無影響；3、質粒的復制只能在宿主細胞內完成?？萍继剿髦坊蚬こ陶Q生的理論基礎：DNA是生物遺傳物質的發(fā)現(xiàn)、DNA雙螺旋結構的確立以及遺傳信息傳遞方式的認定基因工程的技術保障限制性核酸內切酶、DNA連接酶和質粒載體本節(jié)歸納練習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A2不屬于質粒被選為基因運載體的理由是

A、能復制（）

B、有多個限制酶切點

C、具有標記基因

D、它是環(huán)狀DNAD練習3.下列說法正確的是（）A、所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B、質粒是基因工程中唯一的載體C、載體必須具備的條件之一是：具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接D、DNA連接酶使黏性末段