第九章核酸代谢分解.ppt

四、基因工程简介P325 1.概念 亦称遗传工程，即利用DNA重组技术的方法，把DNA作为组件，在细胞外将一种外源DNA(目的基因)和载体DNA重新组合连接(重组)，最后将重组体转入宿主细胞，使外源基因DNA在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖(cloning，克隆)，或最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。 2.基因工程的操作技术 (1)体外基因重组 目的基因的制备 PCR 载体的构建：质粒或噬菌体 目的基因与载体重组 (2)重组体DNA的转化增殖和表达 转化 筛选 增殖和基因表达 Foreign DNA to be inserted Plansmid vector Joining Recombinant DNA molecule Introduction into host cells by transformation of viral infection Host chromateme Slection for cells coteining a recombinant DNA molecule Cloning + 3.应用与前景 聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction, PCR) PCR：在体外中通过酶促反应有选择地大量扩增（包括分离）一段目的基因的技术。 原理：以待扩增的两条DNA链为模板，一对寡核苷酸为引物，通过DNA聚合酶酶促反应，快速体外扩增特异DNA的技术。 PCR反应体系的组分：DNA模板、寡核苷酸引物、dNTP、DNA聚合酶、Mg2+ PCR技术每轮循环包括： 变性：双链DNA解链成为单链DNA 退火：部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合 延伸：以目的基因为模板,合成互补的新DNA链 每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍 30轮循环可获得230个片段 变性、退火、延伸三步曲 PCR技术的发明 PCR的发明是DNA操作技术的革命 美国Mullis教授 开汽车时的联想 逶迤崎岖的山路——DNA双螺旋 行驶的汽车——一小段DNA引物 …… 1988年发明了PCR技术 1993年获得诺贝尔奖 （4）真核生物的DNA复制P310 基本过程类似于原核生物的DNA复制， 但有不同： 真核生物有多个复制起点； 真核生物有五种DNA聚合酶(α、β、γ、δ、ε )； 真核生物线性染色体末端的DNA叫端粒(telomere)，端粒的复制是由端粒酶(telomerase)催化的。 真核生物复制的终止:染色体DNA呈线性，复制在末端停止。 (二)逆转录作用P312 概念：以RNA为模板合成DNA，这个过程与转录相反，故叫逆转录，由逆转录酶催化。 依赖RNA的DNA聚合酶 核糖核酸酶H 依赖DNA的DNA聚合酶 逆转录过程中cDNA的合成 前病毒学说（Temin）——逆转录过程 生物学意义：扩充了中心法则；有助于致癌机制、艾滋病起因的研究；与真核细胞分裂和胚胎发育有关；逆转录酶是分子生物学重要工具酶。 逆转录病毒的生活周期 依赖RNA的DNA聚合酶 核糖核酸酶H活力 依赖DNA的DNA聚合酶 逆转录过程中cDNA的合成 7.DNA的损伤与修复P312 紫外线、辐射可引起DNA损伤，使DNA链中相邻的嘧啶形成一个环形丁烷，主要是胸腺嘧啶二聚体； 可通过两种修复系统除去：一种是光复活修复系统（光复活酶，蓝光），另一种是暗修复系统。 紫外光 T-T二聚体 可见光激活该酶 只有高等哺乳动物该功能退化掉了。 例 对细菌紫外诱变或杀灭时尽量保持暗环境。 光复活酶结合于损伤部位 (1)光复活修复 （2）DNA的切除修复 （3）DNA的重组修复 胸腺嘧啶二聚体 复制 核酸酶及重组蛋白 修复复制 DNA聚合酶Ⅰ DNA连接酶 重组 提问：原损伤部位没有修复，对后代影响大吗？ 在后代中只有一个个体含有该条DNA，后代越多，影响比例越小，等于消除影响。 8.突变(Mutation)P315 DNA上的碱基序列发生突然而稳定的变化叫突变； 突变的形式有： 插入——插入一个或几个碱基， 置换(常见)——一个或几个碱基的置换，包括转换(嘌呤或嘧啶之间的置换)和颠换(嘌呤与嘧啶之间的置换)， 缺失——一个或几个碱基的缺失(不可逆)； 突变可以是自发的，也可以是诱发的(紫外线、γ－射线、叠氮物、亚硝酸等物化因素)。 二、RNA的生物合成 在DNA指导的RNA聚合酶催化下，生物体以DNA的一条链为模板，按照碱基配对原则，合成一条与DNA链的一定区段互补的RNA链，这个过程称为转录。 1.概念(转录) 转录与复制的区别主要有： 材料:4种N