1、对基因工程的概念的理解对基因工程的概念的理解基因工程的理论依据基因工程的理论依据1. DNA是绝大多数生物的遗传物质，是绝大多数生物的遗传物质，部分病毒的遗传物质是部分病毒的遗传物质是RNA， 其他生物的遗传物质是其他生物的遗传物质是DNA都由都由4种脱氧核苷酸聚合而组成种脱氧核苷酸聚合而组成DNA具有双螺旋结构具有双螺旋结构不同生物的不同生物的DNADNA基本单位和结构相同基本单位和结构相同脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸含氮碱基含氮碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键磷酸二酯键磷酸二酯键基基本本骨骨架架DNADNA的基本结构的基本结构2. 中心法则：中心法则：DNARNA 蛋白质蛋白质（性
2、状）（性状）复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录复制复制在绝大多数生物中，在绝大多数生物中，亲代亲代DNA通过通过复制复制而将而将遗传信息遗传信息传递给子代；传递给子代；DNA通过控制通过控制蛋白质合成蛋白质合成而控制个体而控制个体性状性状表达表达基因工程的理论依据基因工程的理论依据3. 基因基因是遗传物质是遗传物质结构和功能结构和功能的基本单位的基本单位基因是指有遗传效应的基因是指有遗传效应的DNADNA片段片段一个一个DNADNA分子上有多个基因分子上有多个基因基因工程的理论依据基因工程的理论依据4. 各种生物共用一套遗传密码各种生物共用一套遗传密码相同的相同的DNA碱基序列碱基序列,在不
3、同生物细胞中翻在不同生物细胞中翻译出相同的蛋白质，表达为相同的性状译出相同的蛋白质，表达为相同的性状;科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路：基础理论和技术发
4、展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程科技探索之路：基础理论和技术发展催生了基因工程基础理论和技术发展催生了基因工程一一. 主要来源：主要来源： 原核生物原核生物中分离纯化出来的中分离纯化出来的一类酶一类酶1 1、限制酶主要存在原核生物，它有什么意义？、限制酶主要存在原核生物，它有什么意义？限制酶在原核生物中主要是限制酶在原核生物中主要是切割外源切割外源DNADNA，使之失效，从而达到保护自己的目的。使之失效，从而达到保护自己的目的。二二.功能：功能：识别特定识别特定的核苷酸序列，在的核苷酸序列，在特定特定的的部位部位断裂断裂磷酸二酯键。磷酸二酯键。（2 2）切割部位：磷酸二酯键）切
5、割部位：磷酸二酯键黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端三三.作用结果作用结果 形成粘性末端或平末端形成粘性末端或平末端2 2、为什么细菌中限制酶不剪切细菌本、为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的身的DNADNA？ 原核生物中原核生物中不存在不存在该酶的识别序列或该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。识别序列已经被修饰。 现在已经从约现在已经从约300300种微生物中分离出与约种微生物中分离出与约40004000种限制性内切酶种限制性内切酶( (限制酶限制酶) )。粘质沙雷氏杆菌粘质沙雷氏杆菌（Serratia marcesens练习：流感嗜血杆菌的练习：流感嗜血杆菌的d d菌株菌株( Haemophi
6、lus influenzae( Haemophilus influenzae d ) d )中先后分离到中先后分离到3 3种限制酶，则分别种限制酶，则分别命名为命名为: :Hind、Hind和和Hind生物生物A A基因片段基因片段生物生物B B基因片段基因片段1.1.作用：作用：将双链将双链DNADNA片段之间的片段之间的磷酸二磷酸二酯键酯键连接起来连接起来2.2.种类：种类： E Ecolicoli DNA DNA连接酶连接酶 T4 DNA T4 DNA连接酶连接酶T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶还可把还可把平末端之间的缝隙平末端之间的缝隙“缝合缝合”起来，但效率较低起来，但效率较
7、低类型比较：DNA连接酶与DNA聚合酶DNA聚合酶DNA连接酶作用底作用底物物模板模板相同点相同点1)1)只能将只能将单个核苷酸单个核苷酸连连接到已有的核酸片段上，接到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键形成形成磷酸二酯键磷酸二酯键1)1)在在两个两个DNADNA片段片段之间之间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键2)2)以以一条一条DNADNA链为模板链为模板，连接成一条互补连接成一条互补的的DNADNA链链2)2)将将DNADNA双链上的双链上的两两个缺口同时连接个缺口同时连接起来，起来，不需要模板不需要模板三、基因的载体三、基因的载体“分子运输车分子运输车”1、具有多个、具有多个限制酶
8、切点限制酶切点，以便与外源基因连接；，以便与外源基因连接； 载体的作用：载体的作用： 1、将、将外源基因外源基因转移到转移到受体细胞受体细胞中去（携带重中去（携带重组组DNA分子）。分子）。 2、能够使外源基因、能够使外源基因复制和表达复制和表达的工具。的工具。载体必须具备的条件：载体必须具备的条件：2、能够在宿主细胞中、能够在宿主细胞中复制并稳定复制并稳定地保存；地保存； 3、对受体细胞无害、对受体细胞无害问题：霍问题：霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？运输车吗？问题：目问题：目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？的基因有没有进
9、入受体细胞，如何去发现？ 4、有某些、有某些标记基因标记基因，便于筛选；，便于筛选；5、结构简单，大小适中、结构简单，大小适中 能复制并带着插能复制并带着插入的目的基因一入的目的基因一起复制起复制是切割和插入位点是切割和插入位点有标记基因有标记基因（1 1）质粒）质粒是细菌染色体外能够是细菌染色体外能够自主复制自主复制的的很小的很小的环状环状DNA分子分子，大小只有普通细菌拟核，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。的百分之一。实际操作的质粒实际操作的质粒一般都是人工改一般都是人工改造过的造过的能够在宿主细胞内能够在宿主细胞内 独立的复制而实现扩增独立的复制而实现扩增将自己插入到宿主细胞染色体中来进行复制将自己插入到宿主细胞染色体中来进行复制（2 2）噬菌体）噬菌体的基本特征的基本特征一类能够特异性一类能够特异性侵染细菌侵染细菌的病毒的病毒，结构简单。，结构简单。
