第14章 基因重组和基因工程.ppt

教学要求 熟悉基因工程（重组DNA技术）产生的理论 和技术基础，以及基因工程开展的积极意义。 2. 掌握以质粒为代表的载体的结构特点和实际应用。 3. 掌握以限制性核酸内切酶为重点的一系列工具酶和宿主细胞的概念，特点和实际应用。 4. 熟悉完整的基因工程的过程，步骤和原理。 5. 了解重组DNA技术在医学中的应用和其广泛应用前景。 重组DNA技术 第一节 概述 第二节 重组DNA基本原理 第三节 重组DNA技术在医学中 的应用 第一节 概述 一. 基因工程建立和发展的 基础 二. 面临新挑战，解决新问 题 三. 相关的基本概念 一. 基因工程建立和发展的基础 1. 分子生物学的理论发展 DNA结构和功能的深入认识 遗传信息中心法则的确立 2. 分子生物学的技术进步 限制性内切酶等工具酶的发现 载体的发现和构建 3. 分子生物学的发展要求 基因的结构和序列 基因功能和调节 新DNA分子的构建 二. 面临新挑战 解决新问题 1. 基因的结构 2. 基因的功能 3. 基因表达调节 4. 基因工程产品 5. 构建新基因 三. 相关的基本概念 1. 克隆 2. 目的基因 3. 载体 4. 工具酶 5. 宿主细胞 1.克隆（clone ） 1.克隆是指来自同一始祖的一群相同分子(如DNA)、细菌(如大肠杆菌)、细胞(如杂交瘤细胞)或动物(如羊)的集合。 2.这种由单一始祖获取大量副本或拷贝的过程称为克隆化 3.分子生物学和分子遗传学所涉及的分子克隆专指DNA克隆 2.目的基因( target DNA ) 1. 目的基因就是我们感兴趣，待研 究或应用的基因，目的基因又称 目的DNA. 2. 目的基因可分为两种类型 基因组DNA cDNA (互补 DNA) 3. 载体( vector) 1. 载体的概念 2. 载体应具备的特征 3. 常见的基因工程载体 ⑴. 载体的概念 载体是指能够容纳目的基因而且具有自我复制能力，同时又能携带目的基因进入宿主细胞，并能大量扩增目的基因或能表达有意义的蛋白质的DNA分子。前者称克隆载体，后者称表达载体。 ⑵. 理想载体应具备的特征 1. 自身含有复制子，具有自主复制的能力 2. 在宿主细胞能够稳定地遗传 3. 有合适的分子量，易于操作但又能容纳较大分子的目的基因，同时便于与宿主染色体分离 具有便于应用的多克隆位点，便于目的基 因的插入 5. 具有一个或多个遗传标致作为筛选标记 作为表达载体应具有与宿主细胞相适应的 启动子等调节元件 ⑶. 常用的基因工程载体 质粒 噬菌体 黏粒 病毒 穿梭质粒 其他载体：( BAC和 YAC ) ①. 质粒 ( plasmid ) 1. 质粒是存在于细菌染色体外的， 具有在宿主细胞内自主复制能力的环状双链DNA分子。 2. 工程质粒载体不是天然质粒，是 人工构建的质粒。通过人工构建赋予了质粒许多作为基因载体的特征。 　 　 　质粒（plasmid） 　　是存在于细菌染色体外的小型环状双链DNA 分子。大小约为 数 千碱基对。常 有 1 ~ 3个抗药 性 基因，以利于 筛 选。 质粒载体的基本特征 1. 具有复制起始点和自主复制能力 2. 细胞分裂时，能稳定地遗传给子代 3. 带有独特的遗传信息（抗药性等） 4. 具有酶切位点（携带外源 DNA） 5. 分子量远小于染色体（便于分离） 6. 一般可接受小于10 Kb的外源基因 克隆载体—pUC18/19 表达载体—pGEX-3X ②. 噬菌体 ( bacteriophage ) 1. 噬菌体是细菌病毒，它可以感染 细菌。 2. 噬菌体由基因组DNA和包装蛋白质组成。 3. 噬菌体DNA一般可有双链线状DNA （如?噬菌体）和单链环状DNA（如M13） ③.　其它载体 黏粒 病毒 穿梭质粒 其他载体：( BAC和 YAC ) 4. 工具酶 1.工具酶是能对基因进行加工和处理的酶类 2.常用的工具酶有 限制性核酸内切酶 DNA聚合酶 D