基因工程(授课).ppt

一、DNA重组技术的基本工具 准确切割DNA的工具（“分子手术刀”） ——限制酶 DNA片段的连接工具（“分子缝合针”） ——DNA连接酶 基因转移工具（“分子运输车”） ——运载体 　 基因工程的基本操作程序 （1）目的基因的获取 （2）基因表达载体的构建 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测与鉴定 一、目的基因的获取 1、目的基因： 主要指的是编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。 2、获取方法： （1）从基因文库中获取目的基因； （2）利用PCR技术扩增目的基因； （3）通过DNA合成仪用化学方法直接合成 （一）从基因文库中获取目的基因 1.什么叫基因文库？ 将含有某种生物不同基因的许多DNA片断，导入到受体菌的群体中，每个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。  （一）植物基因工程技术的应用 1、提高农作物的抗逆能力 （1）抗虫转基因植物 （2）抗病转基因植物 抗病转基因植物所用的基因： ①常用：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 ②抗真菌转基因植物中有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因 （3）其它抗逆转基因植物 ①抗盐碱、干旱的基因：调节细胞渗透压的基因 ②抗冻蛋白基因 ③抗除草剂基因 蛋白质工程 蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 四、基因治疗曙光初照 把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。 （把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的） 体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织） DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。当用一段已知基因的核苷酸序列作为探针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。 基因诊断 五、基因芯片 从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱；从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。 通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。 基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。 ----DNA探针阵列 蛋白质 三维结构 氨基酸序 列多肽链 基因 DNA 预期功能 DNA合成 分子设计 mRNA 生物功能 转录 翻译 折叠 蛋白质工程流程图 目标： 根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。 即：通过修改基因来改变蛋白质分子中的氨基酸，从而制造出具有新特征的蛋白质。 蛋白质工程以基因工程为基础，是基因工程的应用和延伸 PCR技术 原理： 前提： 原料： 方式 DNA复制 一段已知目的基因的核苷酸序列 ：以_____方式扩增， 即____（n为扩增循环的次数） 指数 2n 一段已知目的基因的核苷酸序列（模板DNA） DNA引物； 四种脱氧核苷酸； 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 逆转录法 目的基因的信使RNA 双链DNA（目的基因) 化学合成法 蛋白质的氨基酸序列 信使RNA序列 基因的核苷酸序列 目的基因 人工合成 逆转录酶 3、人工合成目的基因 推测 推测 单链DNA DNA聚合酶 总结、目的基因主要是指_______________的结构基因。获得目的基因的常见方法有三种：（1）从基因文库中获取目的基因，根据基因的_________序列，基因在________上的位置，基因的________产物mRNA，基因的_______产物蛋白质等获取目的基因。（2）利用PCR技术扩增目的基因，该技术是一项在________完成的核酸合成技术，前提条件是有一段已知目的基因的________序列，以便于合成_________。（3）如果基因较小且核苷酸序列已知，可以通过____________方法。 编码蛋白质 核苷酸 染色体 转录 表达 体外 核苷酸 引物 人工合成 下列获取目的基因的方法中需要模板链的是 ①从基因文