333基因工程简介.ppt

遗传与基因工程 * * * * 二、基因操作的工具 1、基因的剪刀——限制性内切酶 2、基因的针线——DNA连接酶 3、基因的运输工具——运载体 三、基因操作的基本步骤 1、提取目的基因 2、目的基因与运载体结合 3、将目的基因导入受体细胞并扩增 4、目的基因的检测和表达 一、基因工程概念 1、什么叫基因工程？ 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。 一、基因工程概念 基因工程别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果 实质 基因拼接技术或DNA重组技术 生物体外 基因 DNA分子水平 人类需要的基因产物 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组 一、基因工程概念 二、基因操作的工具 １、基因的剪刀──限制性内切酶（限制酶） 　　一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。 CTTAA G AATTC G 二、基因操作的工具 CTTAA G AATTC G 重播 二、基因操作的工具 　　DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”。被同一种限制切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。 CTTAA G AATTC G 二、基因操作的工具 ２、基因的针线──DNA连接酶 　　连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 CTTAA G AATTC G 二、基因操作的工具 3、基因的运输工具——运载体 　　要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 运载体必须同时满足三个要求：①能与目的基因结合； ②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达； ③比较容易得到。　科学家发现大肠杆菌、枯草杆菌等的质粒是很好的运载体。 二、基因操作的工具 　　目前被较广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。 二、基因操作的基本步骤 提取目的基因 ——将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。 供体生物细胞 取出DNA 用限制酶剪去多余部分 目的基因 限制酶 提取目的基因的方法 用限制酶 切断成 许多片段 ⑴直接分离基因——鸟枪法 　　将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。　　该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。 三、基因操作的基本步骤 ⑵人工合成基因法 DNA合成仪 有两种方法：　　　　①逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。　②直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。 提取目的基因的方法 三、基因操作的基本步骤 2、目的基因与运载体结合 　　用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用下连接形成重组DNA分子。 三、基因操作的基本步骤 3、将目的基因导入受体细胞并扩增 导入 扩增 　　要让目的基因表达，必须将它导入受体细胞并进行扩增。　　为获得目的基因的表达产物时，通常以大肠杆菌等无害易得的细菌为受体。为改进某种生物时，将欲改进的生物细胞为受体。 　　为使重组的DNA分子更容易进入受体细胞，通常还要用一些物质对受体细胞进行处理，使受体细胞具有更大的通透性。 三、基因操作的基本步骤 4、目的基因的检测和表达 　　为保证目的基因得到有效利用，通常用大量的受体细胞来接受不多的目的基因。这样，处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物 　　细菌的检测，将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。 三、基因操作的基本步骤 * * * * * *