基因工程的基本工具要点.ppt

基因工程 治疗糖尿病特效药—— 问题探讨： 　　　苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。 　　　让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。 想一想需要做哪些关键工作？ 一、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 1.主要来源： ⒉种类与命名： ⒊作用特点： 4.限制酶识别序列 5.作用结果： ⒉种类与命名： 现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限制性内切酶(限制酶)。 　 　 　 二、“分子缝合针” —— DNA连接酶 三、“分子运输车” ——基因进入受体细胞的载体 ⒈载体需要的条件： 　　⑴有1~多个限制酶切点 　　⑵对受体细胞无害 　　⑶导入基因能在受体细胞中复制、表达 　　⑷有某些标记基因，便于筛选 ⒉常用运载体： 　 ⑴细菌的质粒 　 ⑵λ噬菌体衍生物或某些动植物病毒 1） 载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置，还必须是在质粒本身需要的基因片段之外，这样才不至于因目的基因的插入而失活。 2） 载体DNA必需具备自我复制的能力，或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。 3） 载体DNA必需带有标记基因，以便重组后进行重组子的筛选。 4） 载体DNA必需是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。 5） 载体DNA分子大小应适合，以便提取和在体外进行操作，太大就不便操作。 实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件，都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。 4、DNA连接酶有连接单链DNA的本领吗？ 迄今为止，所发现的DNA连接酶都不具有连接单链DNA的能力，至于原因，现在还不清楚，也许将来会发现可以连接单链DNA的酶。 思考与探究 P7 * * 专题1 每100kg 猪或牛的胰腺中仅可提取4~5g。 　　1979年，美国将人的胰岛素基因重组到大肠杆菌内，实现了细菌生产胰岛素，大大降低了生产成本。 据WTO调查： 2005年全世界约有糖尿病患者1.8亿人，我国约6000万。 胰岛素 思考：转基因技术实现了一种生物的某些性状 在另一种生物中表达。这些性状的表达与我们学过的基因的什么过程有关？ 密码子在生物界是　　　的！ DNA(基因)　　　mRNA 蛋白质(性状) 转录 翻译 通用 基因工程的产物 什么叫基因工程？ 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。 基因工程的概念 苏云金芽孢杆菌 毒蛋白 普通棉花　　抗虫棉 基因工程培育抗虫棉的简要过程： 在以上过程中关键步骤或难点是什么？ 普通棉花(无抗虫特性) 苏云金芽孢杆菌 提取 抗虫基因 通过运载体导入 转基因棉花含抗虫基因 转基因棉花产生伴胞晶体 转基因棉花有抗虫特性 基因工程培育抗虫棉的关键步骤： 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与棉花DNA“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因进入棉花细胞 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？ “分子手术刀”—— 限制性核酸内切酶 关键步骤一： 抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来 关键步骤二： 抗虫基因与棉花DNA“缝合” 关键步骤三： 抗虫基因进入棉花细胞 “分子缝合针”—— DNA连接酶 “分子运输车”—— 基因进入受体细胞的载体 1.1、DNA重组技术的基本工具 识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 主要从原核生物中分离纯化 产生黏性末端或平末端 Go on 大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成 少数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成 寻根问底 你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？ 原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。 Go back EcoRⅠ SmaⅠ 粘质沙雷氏杆菌 （Serratia marcesens） 大肠杆菌 （Escherichia coli R） Go back 练习：流感嗜血杆菌的d菌株( Haemophilus influenz