第十四基因重組與基因工程演示文稿

第十四基因重組與基因工程演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)優(yōu)選第十四基因重組與基因工程當(dāng)前第2頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)一、同源重組

發(fā)生在同源序列間的重組稱(chēng)為同源重組(homologousrecombination)，又稱(chēng)基本重組。是最基本的DNA重組方式，通過(guò)鏈的斷裂和再連接，在兩個(gè)DNA分子同源序列間進(jìn)行單鏈或雙鏈片段的交換。當(dāng)前第3頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第4頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第5頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)二、細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組（一）接合作用(conjugation)：當(dāng)細(xì)胞或細(xì)菌通過(guò)菌毛相互接觸時(shí)，質(zhì)粒DNA從一個(gè)細(xì)胞(細(xì)菌)轉(zhuǎn)移至另一細(xì)胞（細(xì)菌）,這種類(lèi)型的DNA轉(zhuǎn)移稱(chēng)為接合作用。當(dāng)前第6頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)

質(zhì)粒：細(xì)菌染色體外的環(huán)狀雙鏈DNA分子。當(dāng)前第7頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)可接合質(zhì)粒，如F因子(Ffactor)當(dāng)前第8頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（二）轉(zhuǎn)化作用(transformation)：通過(guò)自動(dòng)獲取或人為地供給外源DNA，使細(xì)胞或培養(yǎng)的受體細(xì)胞獲得新的遺傳表型。當(dāng)前第9頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（三）轉(zhuǎn)導(dǎo)作用(transduction)：當(dāng)病毒從被感染的（供體）細(xì)胞釋放出來(lái)、再次感染另一（受體）細(xì)胞時(shí)，發(fā)生在供體細(xì)胞與受體細(xì)胞之間的DNA轉(zhuǎn)移及基因重組即為轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。當(dāng)前第10頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第11頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)第二節(jié)重組DNA技術(shù)當(dāng)前第12頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)一、重組DNA技術(shù)相關(guān)概念（一）DNA克隆（也稱(chēng)基因克隆或重組DNA）

應(yīng)用酶學(xué)的方法,在體外將各種來(lái)源的遺傳物質(zhì)DNA與載體DNA接合成具有自我復(fù)制能力的DNA分子，再通過(guò)轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞，篩選出含有目的基因的轉(zhuǎn)化子細(xì)胞，經(jīng)擴(kuò)增提取獲得大量同一DNA分子。當(dāng)前第13頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第14頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)生物技術(shù)工程:

基因工程、蛋白質(zhì)工程、酶工程、細(xì)胞工程等基因工程----實(shí)現(xiàn)基因克隆所采用的方法及相關(guān)的工作稱(chēng)基因工程,

又稱(chēng)重組DNA工藝學(xué)。

目的

：1、分離獲得某一感興趣的基因或DNA序列 2、獲得感興趣基因的表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))當(dāng)前第15頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（二）工具酶限制性核酸內(nèi)切酶

DNA聚合酶I

逆轉(zhuǎn)錄酶

T4DNA連接酶堿性磷酸酶末端轉(zhuǎn)移酶

TaqDNA聚合酶當(dāng)前第16頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)

限制性核酸內(nèi)切酶(restrictionendonuclease)：識(shí)別DNA的特異序列,并在識(shí)別位點(diǎn)或其周?chē)懈铍p鏈DNA的一類(lèi)內(nèi)切酶。GGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG+BamHⅠ當(dāng)前第17頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)Ⅱ類(lèi)酶識(shí)別序列特點(diǎn)—回文結(jié)構(gòu)當(dāng)前第18頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)BamHⅠGTCCAGGCCTAGGATCCG+GGATCCCCTAGGHindⅡGTCGACCAGCTGGACCTG+平端切口粘端切口當(dāng)前第19頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（三）目的基因（又稱(chēng)外源DNA）cDNA：經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成的、與RNA（mRNA或病毒RNA）互補(bǔ)的單鏈DNA?；蚪MDNA：在真核生物體，基因組是指一套完整單倍體DNA（染色體DNA）和線(xiàn)粒體DNA的全部序列。當(dāng)前第20頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（四）基因載體（克隆載體）：為攜帶目的基因，實(shí)現(xiàn)其無(wú)性繁殖或表達(dá)有意義的蛋白質(zhì)所采用的一些DNA分子。

常用載體：質(zhì)粒DNA、噬菌體DNA、病毒DNA當(dāng)前第21頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)

克隆載體(cloningvector)：為使插入的外源DNA序列被擴(kuò)增而特意設(shè)計(jì)的載體。

表達(dá)載體(expressionvector)：為使插入的外源DNA序列可轉(zhuǎn)錄翻譯成多肽鏈而特意設(shè)計(jì)的載體。當(dāng)前第22頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第23頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)二、重組DNA技術(shù)基本原理及步驟1、目的基因的獲取2、基因載體的選擇與構(gòu)建3、目的基因與載體的拼接4、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞5、篩選并無(wú)性繁殖含重組分子 的受體分子（轉(zhuǎn)化子）當(dāng)前第24頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（一）目的基因的獲取1、化學(xué)合成法

要求：已知目的基因的核苷酸序列或其產(chǎn)物的氨基酸序列。2、基因組DNA文庫(kù)(genomicDNAlibrary)

當(dāng)前第25頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)組織或細(xì)胞染色體DNA基因片斷克隆載體重組DNA分子含重組分子的轉(zhuǎn)化菌限制性?xún)?nèi)切酶受體菌基因組DNA文庫(kù)：存在于轉(zhuǎn)化細(xì)胞內(nèi)由克隆載體所攜帶的所有基因組DNA的集合。當(dāng)前第26頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第27頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第28頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)

3、cDNA文庫(kù)：以mRNA為模板，利用反轉(zhuǎn)錄酶合成與mRNA互補(bǔ)的DNA，再?gòu)?fù)制成雙鏈cDNA片段，與適當(dāng)載體連接后轉(zhuǎn)入受體菌，即獲得cDNA文庫(kù)（cDNAlibrary）。當(dāng)前第29頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)組織或培養(yǎng)細(xì)胞載體mRNAcDNAcDNA與載體連接導(dǎo)入大腸桿菌鑒定cDNA文庫(kù)的克隆數(shù)與特征當(dāng)前第30頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（二）克隆載體的選擇

常用載體：質(zhì)粒DNA、噬菌體DNA、病毒DNA當(dāng)前第31頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)載體的選擇標(biāo)準(zhǔn)：能自主復(fù)制；具有兩個(gè)以上的遺傳標(biāo)記物，便于重組體的篩選和鑒定；有克隆位點(diǎn)（外源DNA插入點(diǎn)），常具有多個(gè)單一酶切位點(diǎn)，稱(chēng)為多克隆位點(diǎn)；分子量小，以容納較大的外源DNA。當(dāng)前第32頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（三）外源基因與載體的連接當(dāng)前第33頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)1、粘性末端連接：同一限制酶切割位點(diǎn)連接配伍末端連接當(dāng)前第34頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第35頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)2、平端連接適用于：限制性?xún)?nèi)切酶切割產(chǎn)生的平端粘端補(bǔ)齊或切平形成的平端3、同聚物加尾連接

由末端轉(zhuǎn)移酶作用下，在DNA片段末端加上同聚物序列、制造出粘性末端，再進(jìn)行粘端連接。當(dāng)前第36頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第37頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)4、人工接頭：由平端加上新的酶切位點(diǎn)，再用限制酶切除產(chǎn)生粘性末端，而進(jìn)行粘端連接。當(dāng)前第38頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)當(dāng)前第39頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)（四）重組DNA導(dǎo)入受體菌：

受體菌條件:安全宿主菌限制酶和重組酶缺陷處于感受態(tài)當(dāng)前第40頁(yè)\共有44頁(yè)\編于星期三\11點(diǎn)導(dǎo)入方式：轉(zhuǎn)化(transformation)

轉(zhuǎn)染(transfection)

感染(infection)當(dāng)前第41頁(yè)\