第二章 食品与基因工程.pptVIP

 Food Biotechnology 目 录 第一章 绪 论 第二章 食品与基因工程 第三章 食品与蛋白质工程 第四章 食品与酶工程 第五章 食品与发酵工程 第六章 食品与细胞工程 第七章 食品生物工程中的下游过程 第八章 食品生物技术与食品安全检测 第九章 生物技术与食品工业“三废”治理 第二章 食品与基因工程 第一节 概 述 第二节 工具酶 第三节 目的基因制备 第四节 基因载体 第五节 基因重组 第六节 转化、增殖和表达 第七节 基因工程在食品工业中的应用 第八节 后基因组学及其应用研究 第一节 概 述 二、基因工程涵义、特点及其操作步骤 基因工程（gene engineering） 又称为分子克隆（molecular cloning）或重组DNA技术（recombinant DNA Technology），其涵义为：用酶学方法，将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组子DNA导入宿体细胞，使异源基因在宿体细胞中复制表达，从而达到改造生物品种或性状，大量生产出人类所需要生物品种和产物。 三、基因工程的发展 1977年英国分子生物学家F.Sanger发明了快速DNA测序技术并首先完成的全长5387bp的φ×174噬菌体基因组全序列的测定 。 1982年第一个由基因工程菌生产的药物胰岛素已在美国和英国获准使用。 1983年第一个转基因植物培育成功，1992年第一个转基因玉米及转基因小麦植株诞生，1994年转基因番茄上市。1996年完成了酵母基因组DNA（125×105bp）的全序列测定。2003年《人类基因组计划》经过20多年努力已宣布草图描绘成功。为后基因组时代的诞生拉开了序幕 。 第二节 工具酶 在基因工程中应用的酶统称为工具酶（enzyme of tools）。 (三)、限制性内切酶的作用机制和作用方式 如图2-2所示 Asu I识别 EcoR II识别 Mbo I识别 注：↑表示切割5’-磷酸二酯键位置。 2.识别序列皆具有回文结构 3.切割后形成各种粘性末端或平整末端，按其切割双链的方式可分两种：粘性末端和平整末端。 另一种是在同一位点平齐切割DNA两条链而形成的双链末端，称为平整末端（Flush ends）。如Alu I的识别序列为： 表2-1 部分限制性内切稀切酶[2] 第三节 目的基因制备 原核生物基因的分离多采用前法，而真核细胞基因的分离则采用后两种方法。 二、化学合成法 化学合成一个循环有如下4个步骤：脱保护作用；偶联反应；封闭反应；氧化反应。 三、基因文库法 基因文库（gene library）或称为DNA文库，它是指用克隆方法将一种生物全部基因组以重组体的方式长期保持在适当的宿主中。当需要重组体DNA某一片段时，便可以在此文库中查找。基因文库又称为cDNA文库[3][4]。 其反应过程为图2-5的所示。 4. cDNA第二条链的合成，其反应历程如图2-6所示。 5.双链cDNA与载体DNA的连接 构建cDNA文库并进行目的基因cDNA克隆的筛选、鉴定等试验。 四、PCR扩增法 1985年，美国Cetus公司的Mullis等人开发成功的聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，PCR ）技术，这一快速地扩增特异DNA片段系统在分子生物学领域中是一项重大的革新。 其反应历程如图2-7所示。 PCR的基本原理 PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点 PCR的基本原理 PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点 PCR的基本原理 PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点 PCR的基本原理 PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点 PCR的基本原理 PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点 PCR的基本原理 PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点 PCR的基本原理 PCR反应条件 PCR过程 PCR的特点 第四节 基因载体 目前，在基因工程中应用的基因载体主要是质粒、病毒和噬菌体，它们都能担当无性繁殖载体。因为它们均符合作为载体应具备的下列条件： （1）本身是一个复制子，能自我复制 （2）相对分子质量较小 （3）能给宿主细胞（受体细胞）提供可选择标记 （4）只有单一限制性内切酶切点 ② 质粒的不亲和性(plasmid incompatibility)，也称不相容性，是指在没有选择压力的情况下，两种亲缘关系密切的不同质粒不能在同一宿主细胞中稳定共存的现象 ③ 彼此不相容的质粒属于同一个不亲和群(incompatibility group)，而彼此能够共存的亲和质粒则属于不同的不亲和群 2.质粒载体的条件及选择 质粒克隆载体是指能将外源基因携带至宿主细胞并可在其中自主复制的质粒DNA