第十四章 基因重组与基因工程.pptVIP

基因重组与基因工程Genetic Recombination Genetic Engineering 考核要求 1.掌握基因重组的原理 2.熟记基因工程技术中的基本原理 3.叙述基因工程的过程 4.熟悉分子探针的运用 第一节：DNA的重组 重组类型： 同源重组 细菌介导的基因转移与重组 特异位点的重组 转座重组 一、同源重组 同源重组是指在两个DNA分子同源序列间通过链的断裂和再连接，进行单链或双链片段的交换，又称为基本重组，是最基本的DNA重组方式.在真核生物和原核生物都有发生。 意义 1. 在减数分裂过程中，同源染色体之间 进行交换，形成生物个（群）体的多样性。 二、细菌的基因转移与重组 　　一、接合作用(conjugation) 　　二、转化(transformation) 三、转导 (transduction) 　　四、细胞融合 以上均是在不同DNA分子间发生的共价连接。 　 　 *转染(transfection) 转染是转化的一种特殊形式。 由transformation（转化）和 infection（感染）两词构成。 原指将噬菌体、病毒或以其为载体构建的重组子导入受体细胞的过程。 通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染。 将任何类型DNA转移至动物细胞内的过程均可叫转染。 第二节重组DNA技术 一、相关概念 DNA克隆 工具酶 目的基因 基因载体 二、基本原理及操作步骤 （二）工具酶 限制性核酸内切酶 DNA聚合酶Ⅰ 逆转录酶 T4DNA连接酶 碱性磷酸酶 末端转移酶 Taq DNA聚合酶 （三）目的基因 cDNA (complementary DNA) 基因组DNA (genomic DNA) 能自主复制； 具有两个以上的遗传标记物，便于重组体的筛选和鉴定； 有克隆位点（外源DNA插入点），常具有多个单一酶切位点，称为多克隆位点； 分子量小，以容纳较大的外源DNA。 （一）目的基因的获取 1. 化学合成法 　　已知目的基因的核苷酸序列或其产物的氨基酸序列 。 2.基因组DNA文库(genomic DNA library) 3. cDNA文库(cDNA library) 4. 聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR) 三、重组技术与医学的关系 　 　 复习思考题： 　1. 概念： （1）克隆 （2）转化 （3）转位 （4）基因工程 （5）转座 （6）限制性核酸内切酶 （7）载体 （8）G文库 （9）质粒 （10）c文库 2. 简述基因工程的基本过程。 3. 简述目的基因的主要来源或途径。 基因诊断(genetic diagnosis)是利用分子生物学及分子遗传的技术和原理，在DNA水平分析、鉴定遗传疾病所涉及基因的置换、缺失或插入等突变。 （三）基因诊断 基本过程 区分或鉴定DNA的异常 分离、扩增待测的DNA片断 标准 . 能正确扩增靶基因； . 能准确区分单个碱基的差别； . 本底或噪声低，不干扰DNA的鉴定; . 便于完全自动化操作，适合大面积、大人群普查。 （四）基因治疗 定义 基因治疗(gene therapy)是向有功能缺陷的细胞补充相应功能的基因，以纠正或补偿其基因的缺陷，从而达到治疗的目的。 方式 体细胞基因治疗 (somatic cell gene therapy) 性细胞基因治疗 (germ line gene therapy) 1. 产前诊断 2. 携带者测试 3. 症候前诊断 4. 遗传病易感性 （五）遗传疾病的预防 1.　化学合成法 由已知氨基酸序列推测可能的DNA序列 组织或细胞染色体DNA 基因片段 克隆载体 重组DNA分子 含重组分子的转化菌 限制性内切酶 受体菌 　　存在于转化细菌内由克隆载体所携带的所有基因组DNA的集合 2. 基因组DNA文库 限制酶切位点 限制酶消化 除去中间片段 cos L R cos cos L 左臂 R cos 右臂 真核生物染 色体DNA 限制酶部分消化 外源DNA与载体DNA混合 连接反应 体外包装 用重组噬菌体 感染大肠杆菌 ~20 Kb DNA 片段 cos L R cos ~20 Kb 外源 DNA 片段 基因文库 mRNA cDNA 双链cDNA 重组DNA分子 cDNA文库 反转录酶 载体 受体菌 复制 3.　cDNA文库　 逆转录酶 A A A A T T T T AAAA SI核酸酶 DNA聚合酶Ⅰ 碱水解 T T T T 　　是一种在体外利用