基因工程概论(共81张PPT).pptxVIP

基因工程概论;第一章、基因工程的基本概念

第二章、基因工程的基本原理

第三章、基因工程所需要的基本条件

第四章、基因工程操作过程

第五章、目的基因克隆战略

第六章、动植物基因工程简介;第一章基因工程的概念;1、重组DNA技术的基本定义

重组DNA技术是指将一种生物体（供体）的基因与

载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物

或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。

因此，供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。;3、重组DNA技术与基因工程的基本用途

（1）分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源

（2）产生物活性物质大规模生产生物活性物质

（3）设计、构建生物的新性状甚至新物种;大规模生产生物活性物质;基因工程的特点

1）不受亲缘关系限制；

2）可以定向改变生物的遗传特征；

3）增加目的基因的剂量。

;第一章基因工程的概念;第二章基因工程的基本原理;基因工程技术的基础理论

19世纪中孟德尔豌豆杂交试验遗传因子经典遗传学

20世纪摩尔根果蝇杂交实验基因基因学

1944年艾弗瑞肺炎双球菌转化实验遗传物质是DNA分子遗传学

－解决了遗传的物质基础问题

1953年，沃森－克瑞克DNA的双螺旋结构和半保留复制分子生物学

－解决了遗传机制问题

60年代确定了中心法则

---解决了遗传信息的传递问题

70年代发现了工具酶

1973年伯格－杰克森－考恩－鲍耶完成了DNA的体外拼接诞生了基因工程技术

80年代生物技术产业形成;基因的分子生物学基础;基因工程的基本原理

（1）提高外源基因的剂量——分子遗传学原理

（2）筛选修饰重组基因表达的转录调控元件，如：启动子、增强子、操作子、终止子、上游调控序列等

——分子生物学原理

（3）修饰构建蛋白质生物合成的翻译调控元件，如：SD序列、mRNA非编码区、密码子等

——分子生物学原理

（4）基因工程菌（微型生物反应器）的增殖及稳定生产

——生化工程学原理;基因工程的支撑技术;第三章

基因工程所需的基本条???;A用于核酸操作的工具酶

B用于基因克隆的载体

C用于基因转移的受体菌或细胞

;;限制性核酸内切酶;3、限制性核酸内切酶的类型

;4、II型限制性核酸内切酶适合用于基因操作，其基本特性：识别双链DNA分子中4-8对碱基的特定序列识大部分酶的切割位点在识别序列内部或两侧识别切割序列呈典型的旋转对称型回文结构。;nick;nick;A工具酶;DNA连接酶;（2）修复与RNA链结合的DNA链上缺口处的磷酸二酯键

;（3）连接多个平头双链DNA分子;DNA聚合酶;2、大肠杆菌DNA聚合酶I大片段（Klenow）

基本性质：大肠杆菌DNA聚合酶I经枯草杆菌蛋白酶处理，获得N端三分之二的大肽段，即为Klenow酶。Klenow酶仍拥有5’→3’的DNA聚合酶活性和3’→5’的核核酸外切酶活性，但失去了5’→3’的核酸外切酶活性。

基本用途：补平由核酸内切酶产生的5’粘性末端。;3、依赖于RNA的DNA聚合酶（反转录酶）;核酸酶;3、双链核酸外切酶：λ核酸外切酶（λExo）

特异性地从5‘端外切;核酸修饰酶;用于基因工程的载体;载体的功能及特征;质粒;人造染色体DNA载体

人类、动物、植物的全基因组序列分析往往需要克隆数百甚至上千kb的DNA片段，此时考斯质粒和噬菌体载体的装载量也远远不能满足需要。

将细菌接合因子或酵母菌染色体上的复制区、分配区、稳定区与质粒组装在一起，即可构成染色体载体。当大片段的外源DNA克隆在这些染色体载体上后，便形成重组人造染色体，它能像天然染色体那样，在受体细胞中稳定的复制并遗传。目前常用的人造染色体载体包括：

细菌人造染色体（BAC）；酵母人造染色体（YAC）。;细菌人造染色体（BacterialArtificialChromosomesBAC）

细菌人造染色体通常是在大肠杆菌性因子F质粒的基础上

构建的，其装载量范围在50-300kb之间。主要适用于克隆大型基因簇（genecluster）结构和构建动植物基因文库。

酵母人造染色体（YeastArtificialChromosomesYAC）

;B载体;B载体;第三章基因工程所需的基本条件;第40页，共81页。;基因工程的基本步骤;第五章基因克隆的策略;引言;大肠杆菌作为寄主进行DNA克隆的实验方案;第一节目的DNA片段的获得;1、化学法直接合成基