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基因重组与基因工程Gene Recombination  Gene Engineering 基因研究的三步曲 一、20世纪50年代以前：染色体遗传学阶段 二、20世经50年代—70年代： 基因的分子生物学阶段 三、20世经70年代至今： DNA重组工程学的发展，基因研究走向 反向生物学阶段 基因重组与基因工程 第一节 自然界的基因转移与重组 　　一、接合作用(conjugation) 　　二、转化(transformation)及转导(transduction) 　　三、转座(transposition) 　　四、基因重组 第二节 重组DNA技术 　　一、重组DNA技术相关概念 　　二、重组DNA技术基本原理 　　三、重组DNA技术与医学的关系 *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、重组DNA技术相关概念 （一）DNA克隆 克 隆：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 克隆化：获取同一拷贝的过程。 DNA克隆（分子克隆、基因克隆、重组DNA ）： 应用酶学方法，在体外将外源性遗传性物质与载体结合成重组DNA分子，继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增、提取获得大量同一DNA分子的过程。 基 因 工 程 基因工程：重组DNA工艺学 生物工程 基因工程 蛋白质工程 酶工程 细胞工程 基 因 工 程 基因工程：是用分离纯化或人工合成的DNA在体外与载体DNA结合，成为重组DNA，用以转化宿主（细菌或其它细胞），筛选出能表达重组DNA的活细胞，加以纯化、传代、扩增，成为克隆，产生出人类所需要的基因产物或改造、创造新的生物类型。 限制性核酸内切酶 主要来源于原核生物，具有识别自身DNA或异源DNA的功能，通过切割破坏或限制异源DNA分子侵入宿主细胞来保护自身。 识别特性：具有双链对称的回文结构 ↓ 5’ – G A A T T C - 3’ 3’ – C T T A A G - 5’ ↑ 限制性核酸内切酶 命名：H in d III 属 种 株 同一株具不同特异性酶 分类：I、II、III类，常用 II类 异源同功酶：识别及切割位点相同 同尾酶：产生相同的粘性末端 BamH I: G↓GATCC Sau3A I: ↓GATC （三）目的基因 cDNA：complementary DNA 经反转录合成的、与RNA互补的单链DNA。 基因组DNA： 代表一个细胞或生物体整套遗传信息的所有DNA序列。 （四）基因载体 克隆载体（cloning vector) 携带目的基因、并实现目的基因的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。 可充当克隆载体的DNA分子有： 质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA 载 体(vector) 供插入目的基因并将其导入宿主细胞内表达或复制的运载工具 二、重组DNA技术的基本原理 1. 目的基因的获取 2. 克隆载体的选择与构建 3. 外源基因与载体的连接 4. 重组DNA导入受体菌 5. 重组体的筛选 6. 克隆基因的表达 DNA克隆的基本过程 分：分离目的基因 切：对目的基因和载体适当切割 接：目的基因与载体连接 转：重组DNA转入受体菌 筛：筛选出含有重组体的受菌体 一、分—载体和目的基因的分离 （一）载体 1. 质粒 2. 噬菌体 3. 病毒 常用逆转录病毒、腺病毒 (二)目的基因的来源 1. 从染色体DNA中分离 2. 人工合成 3. 从mRNA合成cDNA 4. 基因文库 二、切—限制性内切酶的应用 酶 辨认的序列和切口 说明 BamHⅠ …GGATCC … 六核苷酸 …CCTAGG … 粘端切口 EcoR Ⅰ …GAATTC … 六核苷酸