《基因重组》课件.pptVIP

*****************基因重组的定义基因重组指通过人工方法将不同来源的DNA片段连接在一起，形成新的重组DNA分子，并将其导入宿主细胞，使之表达新的遗传信息的过程。关键要素基因重组包含了DNA片段的切割、连接、转移和表达等关键步骤，涉及到多种生物技术。基因重组的历史发展1早期研究20世纪50年代，科学家开始探索DNA的结构和功能。2限制性内切酶的发现1970年，科学家发现了限制性内切酶，为基因重组技术奠定了基础。3重组DNA技术诞生1973年，斯坦利·科恩和赫伯特·博耶成功将外源基因插入细菌的质粒中，标志着重组DNA技术的诞生。基因重组的过程1目标基因的获取从生物体中分离出目标基因，可以使用各种方法，例如基因克隆技术。2载体DNA的构建选择合适的载体，将目标基因插入其中，形成重组DNA分子。3重组DNA分子的转移将重组DNA分子导入受体细胞，例如细菌、酵母或动物细胞。4重组细胞的筛选筛选出成功导入重组DNA分子的细胞，并进行鉴定。5重组基因的表达在受体细胞中表达重组基因，产生目的蛋白或进行其他功能。DNA重组技术的主要步骤目标基因的获取从生物体中提取目标基因，通常使用限制性内切酶将其切割出来。载体的选择和构建选择合适的载体，如质粒或病毒，并对其进行修饰，以便插入目标基因。重组DNA分子的构建将目标基因插入载体中，形成重组DNA分子，通常使用连接酶将它们连接在一起。重组DNA分子的转移将重组DNA分子导入宿主细胞，如细菌或酵母菌，常用的方法包括转化、转染和显微注射等。重组细胞的筛选和鉴定筛选含有重组DNA分子的宿主细胞，并对其进行鉴定，确认目标基因是否已成功整合到宿主基因组中。重组基因的表达调控控制重组基因的表达，确保其在宿主细胞中能够正常表达并产生所需的蛋白质。限制性内切酶的作用1切割DNA识别特定的DNA序列并将其切割成片段，以便进行基因重组操作。2产生粘性末端某些限制性内切酶能够切割DNA产生粘性末端，有利于DNA片段的连接。3基因克隆限制性内切酶和连接酶一起使用，使科学家能够克隆和研究特定的基因。载体DNA的构建1选择合适的载体根据插入基因的大小和宿主细胞类型选择合适的载体。2构建载体将目的基因插入到载体的特定位点，形成重组DNA分子。3筛选重组载体使用抗生素或其他选择性标记，筛选出含有重组载体的细胞。重组DNA分子的转移转化将重组DNA分子导入细菌细胞中，细菌细胞可以吸收外源DNA，并将其整合到自身基因组中。转染将重组DNA分子导入真核细胞中，通常使用病毒载体将DNA导入细胞核中。显微注射将重组DNA分子直接注射到细胞核中，适用于一些大型的真核细胞，如卵细胞。基因枪将重组DNA分子包裹在金颗粒上，然后用基因枪将其射入细胞中。重组细胞的筛选和鉴定1抗生素抗性筛选筛选含有抗生素抗性基因的细胞2基因探针杂交利用特异性探针检测目的基因的存在3蛋白质表达检测检测目的基因是否成功表达重组基因的表达调控启动子启动子控制基因表达的起始。操纵子操纵子调节基因表达的开关。终止子终止子信号基因表达的结束。重组蛋白质的分离纯化1提取从宿主细胞中分离出重组蛋白质。2纯化利用不同的分离技术去除杂质，获得高纯度的蛋白质。3鉴定确认纯化后的蛋白质是目标重组蛋白质。重组蛋白质的生物活性胰岛素重组胰岛素具有与天然胰岛素相同的生物活性，可以有效治疗糖尿病。生长激素重组生长激素可以用于治疗生长迟缓等疾病。单克隆抗体重组单克隆抗体可用于治疗癌症、自身免疫性疾病等。基因重组在医学上的应用治疗疾病利用基因重组技术生产出药物或疫苗，治疗遗传性疾病、感染性疾病和慢性病。诊断疾病开发新的诊断方法，例如基因检测，能够早期诊断和预测疾病，提高治疗效果。预防疾病生产出安全有效的疫苗，通过接种疫苗预防传染病，保护人们的健康。胰岛素基因重组生产1提取胰岛素基因从人体或动物胰腺细胞中提取胰岛素基因。2构建重组DNA分子将胰岛素基因插入到载体DNA中，形成重组DNA分子。3将重组DNA分子导入宿主细胞将重组DNA分子导入细菌或酵母菌等宿主细胞中。4筛选和鉴定重组细胞筛选出成功导入重组DNA分子的宿主细胞。5重组蛋白质的表达和纯化利用宿主细胞表达胰岛素蛋白，并进行分离纯化。疫苗基因重组生产1传统疫苗灭活病毒或减毒病毒2基因重组疫苗表达抗原蛋白3安全有效降低副作用肿瘤基因治疗抑制肿瘤生长基因治疗可以引入抑制肿瘤生长的基因或抑制癌细胞增殖的基因。增强免疫反应增强