1、11DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 （一轮复习课）（一轮复习课）射阳二中射阳二中 郑洁郑洁(1)1)基因工程的诞生（基因工程的诞生（A A级）级）(2)(2)基因工程的原理和技术基因工程的原理和技术(A A级）级）(3)(3)基因工程的应用基因工程的应用(B B级）级）(4)(4)蛋白质工程蛋白质工程(A A级）级）考纲要求考纲要求基因工程的概念n基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和遗传特性，创造
2、出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。生物产品。基因工程的别名基因工程的别名基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术操作环境操作环境生物体外生物体外操作对象操作对象基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平基本过程基本过程剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达结果结果人类需要的基因产物人类需要的基因产物优点：定向改造生物体的性状（目的性强）优点：定向改造生物体的性状（目的性强）育种周期短，克服远缘杂交不亲和障碍育种周期短，克服远缘杂交不亲和障碍原理：基因重组原理：基因重组为什么基因工程能够成功呢？基因拼接的理论基础：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构 基本单位都是脱氧核苷酸基本单位都
3、是脱氧核苷酸 遵循碱基互补配对原则遵循碱基互补配对原则外源基因在受体内表达的理论基础：生物界共用一套遗传密码生物界共用一套遗传密码 DNA重组技术的基本工具 n限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”nDNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”n基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运分子运输车输车”限制性核酸内切酶“分子手术刀”分布：分布：主要在原核生物中主要在原核生物中作用特点：作用特点：特异性，即识别特异性，即识别特定核苷酸序列，切特定核苷酸序列，切割特定切点割特定切点切点：切点：磷酸二酯键磷酸二酯键举例：举例：EcoRI限制酶能识别限制酶能识别GAATTC序
4、列，并序列，并在在G和和A之间切开之间切开（黏性末端）（黏性末端）SmaI限制酶能识别限制酶能识别GGGCCC序列，并序列，并在在G和和C之间切开之间切开（平末端）（平末端）限制酶所识别的序列有什么特点 n限制酶所识别的序列，无论是限制酶所识别的序列，无论是6个碱个碱基还是基还是4个碱基，都可以找到一条中个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的上的碱基是反向对称重复排列的。碱基是反向对称重复排列的。限制性内切酶EcoRI限制限制酶酶限制酶在原核生物中的作用 n限制酶在原核生物中主要起到切割外源限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使、使之失效，从而
5、达到保护自身的目的。之失效，从而达到保护自身的目的。n含有某种限制酶的细胞，其含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中不具备这分子中不具备这种限制酶的识别序列种限制酶的识别序列DNA连接酶常用的常用的DNA连接酶连接酶：DNA连接酶与DNA聚合酶的比较DNA连接酶DNA聚合酶作用实质都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键是否需模板不需要需要连接DNA链双链单链DNA连接酶DNA聚合酶作用过程在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键将单个脱氧核苷酸加到已存在的核酸片段的3端的羟基上，形成磷酸二酯键作用结果将存在的DNA片段连接成重组DNA分子合成新的DNA分子基因的载体“分子运输车”载体的作用载体的作用
6、：1、将外源基因转移到受体细胞中去。、将外源基因转移到受体细胞中去。2、利用运载体在受体细胞内，对外源基、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。因进行大量复制。常用的载体有：常用的载体有：质粒，质粒，噬菌体的衍生物，动植物病毒噬菌体的衍生物，动植物病毒等等质粒 质粒是基因工质粒是基因工程最常用的运载体，程最常用的运载体，它广泛地存在于细它广泛地存在于细菌中，是细菌染色菌中，是细菌染色体外能够自主复制体外能够自主复制的很小的环状的很小的环状DNA分子，大小只有普分子，大小只有普通细菌拟核通细菌拟核DNA的的百分之一百分之一。要对天然质粒进行人工改造要对天然质粒进行人工改造 1、能够在宿
7、主细胞中复制并稳定地保存；、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；连接；3、具有某些标记基因，便于进行筛选。、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等反应的基因等）4、对受体细胞无害、对受体细胞无害作为载体必须具备哪些条件作为载体必须具备哪些条件？原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构(补充内容）补充内容）非非编码区编码区非非编码区编码区编码区编码区编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 与与RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点启动子启动子终
8、止子终止子不编码蛋白质。不编码蛋白质。：编码蛋白质：编码蛋白质 ,连续不间断连续不间断编码区编码区非编码区非编码区原核原核细胞细胞的的 基因基因结构结构调控遗传信息表达调控遗传信息表达,上上 游有启动子，下游有终止子游有启动子，下游有终止子真核细胞的基因结构（补充内容）真核细胞的基因结构（补充内容）编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区与与RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点内含子内含子 外显子外显子 启动子启动子终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 真核真核细胞细胞的的 基因基因结构结构编码区编码区非编码区非编码区外显外显子：能编码蛋白质的序列子：能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列内含子：不能编码蛋白质的序列：有调控作用有调控作用,上游有启动子，下上游有启动子，下游有终止子游有终止子非非编码序列：编码序列：包括非编码区和内含子包括非编码区和内含子原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞不同点不同点编码区是编码区是_的的编码区是间隔的、编码区是间隔的、_的的相同点相同点都由都由能够编码蛋白质的能够编码蛋白质的_和具和具有调控作用的有调控作用的_区组成的区组成的原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞与真核细胞的基因结构比较连续连续不连续不连续编码区编码区非编码非编码
