基因工程与生活应用.ppt

版權聲明 作品 授權條件 作者/來源 臺灣大學 齊肖琪 臺灣大學 齊肖琪 臺灣大學 齊肖琪 臺灣大學 齊肖琪 第三十页，共三十一页。 内容总结 基因工程與生活應用。齊肖琪 老師。接合酶 (DNA ligase)。臺灣大學 齊肖琪。有活性的 Lac Z 酵素。含有Lac Z 酵素可作用之基質培養基 (X-gal)。可以用發酵槽大量培養 E coli。Wiki Peter Beyer。(Wilmut’s Animal Cloning Experiment)。Wiki Toni Barros。囊胚期(blastula) - 這時期的胚胎細胞尚未分化。細胞分裂但未分化 (stem cells)。基因轉殖生物與無性繁殖的生物是兩件事。幹細胞可來自早期胚胎，早期胚胎是不是一個生命個體。2010/06/20 visited。Wiki user: GBuilder 第三十一页，共三十一页。 * 左上方圖是一個細胞，裡面一條一條粗粗的就是染色體。 正常狀況下是看不到染色體的，只有當細胞要分裂的時候，細胞才會將它緊密打包，因此我們才觀察得到。 染色體的結構如右圖一路解析下來，最後就是雙股DNA。 * DNA 是雙股螺旋體的構造 華生(Watson) 和 克里克(Crick)在設計DNA模型的時候，討論過很多不同的構型， 最後發現, 含有磷的磷酸骨架（phosphate backbone）應在外側。 左上圖是一個核苷酸，有四種含氮鹼基,字母簡稱為C、A、T、G， A與T, G與C可以產生鍵結. 若施以外力將DNA雙股螺旋體中間的鍵結斷開，只要再讓兩股重新靠近，互補序列很快又會重新黏合。 * 何謂基因工程？ 簡單的比喻，就如在操作電腦的 word 或 powerpoint 軟體時, 最常有什麼動作？選取、複製、剪下、貼上. 基因工程做類似的事, 只是剪貼編輯的對象是基因。 原核生物的細菌不具核膜，帶有它遺傳訊息的基因體是直接在細胞質裡面的。 細菌很特別，除了基因體外，有時在細胞質裡面還有小環狀的DNA，稱為質體(plasmid), 質體DNA上面也會帶有幾個遺傳訊息，其中某些基因產物能抵抗環境中外來抗生素。 細菌用分裂法行無性生殖， 有時候也會行有性生殖，兩個細菌間搭一小小的橋樑, 連接雙方的細胞質， 此時, 一方的質體DNA就有可能跑到另一個細菌裡面，或是複製一個後送給它。 質體DNA可以在不同個體間跑來跑去，這上面的基因就因此會隨著質體的移動而轉移到不同細菌個體上， 質體好像一部卡車，上面載了基因， 卡車開到另一個圖書館，把書送過去，使得那個圖書館有了它原本沒有的書。 我們把這樣一個質體叫做一個載體(vector)，就像交通工具一樣。 我們常常會被病毒感染，病毒感染是進入我們的細胞內，利用我們細胞的種種資源來複製它自己的核酸訊息。 由於病毒在個體間或物種間具有流通性，因此若我們把病毒的一部份的基因剪掉， 塞進去另外一段我們想要的基因， 由於病毒會自己找寄主，因此可以把我們想表現的片段帶到寄主個體裡面去。 因此病毒也可以作為目標基因的載體。 * DNA是如何複製、剪貼呢？ 細菌遇到外來DNA時, 例如細菌被病毒感染時, 細菌的某種酵素就可以將這些外來DNA剪碎，不讓外來DNA在細菌中複製。 這種酵素存在細菌之中，是為了保護自我而存在的， 我們把這個酵素叫做限制酶，每種限制酶只會辨認特殊的序列，並在特殊的切點（cutting site）進行切割， 經限制酶切割後原本的雙股DNA可能不是平頭，而是兩端都各留下一單股序列， 由於相同限制酶切割後露出的單股序列原來就是互補的，只要有機會讓序列互補的兩個單股靠近，它們很快就會黏合成雙股。 我們把這些原來配對被切開所露出的單股序列稱為cohesive end，或是sticky end（黏性端）。 現在假設這是一個細菌的質體DNA，用一限制酶去切，它認出某段序列後，就切出一個sticky end，使環狀質體DNA張開變成線狀的。 另外，選好一個外源DNA片段，例如豬的胰島素基因， 然後用相同限制酶去切出該目標片段，當同一限制酶切好的外源DNA片段與質體DNA混合時，二者因兩端序列互補，就有可能黏合， 所以外源DNA片段就可能插入質體DNA中，然後再用黏合酶 (ligase)將緊鄰的兩個互補片段黏起來，恢復成一個環狀的重組質體。 我們再將這個重組後的質體送回細菌裡面。 由於細菌每複製一次它的plasmid也會複製一次，這是一個增殖的動作。 細菌就像一個活細胞工廠，可能一夜之間就增殖質體中的外來DNA一千倍， 我們因此就可以得到大量外源DNA，或是用很經濟的方法得到大量外源DNA所表現的蛋白質，例如胰島素。 * 圖上紅色的就是一個外來的基因，鑲嵌在質體的DNA中。 用限制酶打開的質體D