专题1 基因工程.ppt

磷酸二酯键 * 专题1 基因工程 奇思妙想 能否让禾本科的植物也能够固定 空气的氮？ 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 能否让微生物产生出人的胰岛素、 干扰素等珍贵的药物？ 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 一、基因工程的原理 基因工程是指按照人们的愿望， 进行严格的设计，通过体外DNA重 组和转基因技术，赋予生物以新的 遗传特性，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。 生长快、肉质好的转基因鱼(中国) 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) 基因工程的成果 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基因的番茄 1973年，转基因大肠杆菌问世给 糖尿病患者带来了福音，思考人的 胰岛素基因怎样进入大肠杆菌体内 并顺利表达？ 剪切人的胰岛素基因并将 基因拼接到大肠杆菌的DNA上。 　　 DNA分子的直径只有2nm（粗细 只有头发丝的十万分之一），要对 它进行剪切、拼接等操作，没有非 常精细的工具是不行的。 二、基因工程的工具 1、“分子手术刀” ——限制性核酸 内切酶 3、“分子运输车” ——基因进入受体 细胞的载体 2、“分子缝合针” ——DNA连接酶 1、“分子手术刀” ——限制性核酸 内切酶 思考 这种工具酶到哪里去找呢？ 1、“分子手术刀” ——限制性核酸 内切酶 限制性核酸内切酶（简称限制酶）主要来自于原核生物，它的作用是切割外源DNA并使之失效，从而达到保护自身的目的。 目前已从近300中不同的微生物中分离出了约4000种限制酶。 阅读P4~5 限制酶如何切割 外源DNA？ 限制酶大多可以专一性识别双链DNA分子上的某种特定核苷酸序列，即只能在一定的DNA序列上进行切割。 限制酶 大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开，形成黏性末端。 什么叫黏性末端？ 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 限制酶 A 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 G 识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。能将外来的DNA剪切，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶。 4000种。 （1）来源： （2）种类： （3）作用： （4）结果： 形成两种末端 黏性末端 平末端 1、“分子手术刀” ——限制性核酸 内切酶 设想 如果把两种来源不同的DNA 用同一种内切酶来切割，然 后让两者的黏性末端粘合起 来，可不可以合成重组DNA 分子呢？ 基因的针线：DNA连接酶 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G 用同种限制酶切割 2、“分子缝合针” ——DNA连接酶 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。 根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类： （1）从大肠杆菌中分离得到： E.coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的粘性末端之间连接。 （2）从T4噬菌体中分离到： T4连接酶，既可以“缝合”双链DNA片段互补的粘性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端之间的效率比较低。 2、“分子缝合针” ——DNA连接酶 *