分子生物学第六章基因重组

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基因重组的概念

基因重组的概念基因重组是指一个基因的DNA序列是由两个或两个以上的亲本DNA组合起来的。

基因重组是遗传的基本现象，病毒、原核生物和真核生物都存在基因重组现象。

减数分裂可能发生基因重组。

基因重组的特点是双DNA链间进行物质交换。

真核生物，重组发生在减数分裂期同源染色体的非姊妹染色单体间，细菌可发生在转化或转导过程中，通常称这类重组为同源重组（homologous recombination），即只要两条DNA序列相同或接近，重组可在此序列的任何一点发生。

然而在原核生物中，有时基因重组依赖于小范围的同源序列的联会，重组只限于该小范围内，只涉及特定位点的同源区，把这类重组称作位点专一性重组(site-specific recombination），此外还有一种重组方式，完全不依赖于序列间的同源性，使一段DNA序列插入另一段中，在形成重组分子时依赖于DNA复制完成重组，称此类重组为异常重组（illegitimate recombination），也称复制性重组（replicative recombination）。

自然重组自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的，它是基因变异和物种进化的基础。

自然界的基因转移的方式有：接合作用：当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA就可从一个细胞（细菌）转移至另一细胞(细菌），这种类型的DNA转移称为接合作用（conjugation ）。

转化作用（transformation) 通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。

转导作用：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（受体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用（transduction）。

转座：大多数基因在基因组内的位置是固定的，但有些基因可以从一个位置移动到另一位置。

这些可移动的DNA 序列包括插入序列和转座子。

由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座（transposition ）。

基因重组知识点总结

基因重组知识点总结一、基因重组的原理基因重组的原理是在DNA分子水平上，通过切割和重组DNA的不同片段，形成新的DNA 序列。

基因重组可以实现DNA片段的互换、合并、删除或插入操作，从而改变DNA的序列，并且产生新的基因组合。

基因重组的原理主要涉及到DNA的结构、酶的作用和DNA片段的互补配对等方面。

1. DNA的结构DNA是由四种碱基（腺嘌呤A、胞嘧啶T、鸟嘌呤G、胞嘧啶C）组成的双链分子，它的结构在空间上呈现出双螺旋的形态。

每一条DNA链都由磷酸和脱氧核糖组成，而这些单元组成了DNA的主干。

而碱基对（A-T、G-C）则连接了两条DNA链，形成了DNA的双链结构。

2. 酶的作用在基因重组的过程中，酶起着至关重要的作用。

例如，核酸酶能够切割DNA分子，使得DNA的特定区域被切割成不同的碱基序列；而连接酶则能够将不同的DNA片段连接起来，形成新的DNA序列。

此外，一些重组酶还可以通过其催化作用来促进DNA分子的重组。

这些酶的作用在基因重组的过程中起着关键的作用。

3. DNA片段的互补配对在DNA重组的过程中，DNA分子的互补配对起着非常重要的作用。

DNA的双链结构使得其具有互补配对的性质，即A会与T形成氢键，而G则会与C形成氢键。

这种互补配对性质使得DNA片段能够通过互补配对的方式进行连接或重组。

综上所述，基因重组的原理涉及到DNA的结构、酶的作用和DNA片段的互补配对等方面。

通过这些原理，我们可以实现DNA分子中某一段DNA片段的与同一DNA分子或不同DNA分子中的另一段DNA片段重新组合成新的DNA序列。

二、基因重组的方法基因重组的方法主要包括DNA重组、基因克隆、基因组编辑和CRISPR-Cas9等。

这些方法可以分别用于不同的应用领域，并且在现代生物技术中有着重要的价值。

1. DNA重组DNA重组是指通过DNA片段的切割和重组来形成新的DNA序列。

这一方法主要依赖于核酸酶的切割作用和连接酶的连接作用。

高中基因重组ppt课件

原因这种重组通常是由于DNA链之间的错误配对和修复机制引起的。
过程非同源重组通常发生在两条DNA 链的特定区域，这些区域由不同的DNA序列定义。在重组过程中，这些区域会相互交换，以产生新的DNA组合。
转座因子引起的重组
定义
转座因子引起的重组是指由于转座因子的存在而引起的DNA序列之间的交换。
过程
当转座因子在DNA链上移动时，它们可以引起 DNA序列的重新排列和复制，从而产生新的DNA 组合。
原因
转座因子是一种可以在DNA链上移动的基因，它们可以引起DNA序列的重新排列和复制。
重要性
转座因子引起的重组在生物进化中起重要作用，因为它们可以产生新的基因组合和功能。同时，它们也是导致基因组不稳定和疾病发生的重要因素之一。
Western印记杂交
总结词
一种用于检测特定蛋白质的技术。
详细描述
将蛋白质样本与特定的抗体进行杂交，然后通过曝光底片显示结果，从而判断是否存在目标蛋白质。
06
基因重组的未来展望
基因重组技术的改进
技术优化
不断优化重组技术，提高重组效率、准确性和稳定性。
新的应用领域
拓展基因重组技术在生物医药、农业、环保等领域的应用。
基因重组技术的伦理和社会问题
安全性问题
重组技术可能产生不可预测的后果，对人类健康和生态环境造成潜在风险。
人类尊严问题
基因重组技术可能对人类生命系统产生深远影响，需要谨慎考虑其伦理和道德问题。
社会接受度
公众对基因重组技术的接受程度和态度需要关注和引导。
THANKS。
解决伦理和社会问题
积极参与伦理和社会问题的讨论，推动合理、规范地应用基因重组技术。基因重组技术的商业化前景源自010203

06.第六章-遗传重组的分子机理

• Mu是一种温和型噬菌体，一般温和型噬菌体如λ噬菌体整合到宿主染色体的特定位置（即位点专一性重组），但是Mu几乎可以插入宿主染色体的任意位置，因而引起很高的基因突变率。
• Mu的DNA是线型的，两端没有粘性末端，而是类似于IS的序列，并有与转座有关的基因A和基因B ，其整合方式与λ噬菌体不同，不是位点专一性的整合和切除，而是类似于转座因子，其末端常常带有一小段宿主DNA，因而可以引起转导。
model): DNA双链的断裂与重接
3)Holliday模型：异源双链
(heteroduplex)的断裂与重接
4)Meselon-Radding 模型：
1.Holliday 模型
a) 同源染色体联会
b) 内切酶切割非姊妹染色单体DNA
c) 交换重接形成交联桥结构(cross-bridge
structure)
A: phe- try- tyr- × B: met- his-
苯丙AA 色AA 酪AA
甲硫AA 组AA
↓
原养型菌落
phe+ try+ tyr+ met+ his+
问题：是接合引起的？是转化引起的？
U型管实验
• 但在这里，结果却获得了原养型菌株，说明有一种可通过滤膜的过滤性因子(FA)，细菌不必直接接触即可进行基因转移
遗传学讲义第六章遗传重组的分子基础
中国海洋大学生命学院汪小龙 xiaolong@
1、遗传重组的类型
(1) 同源重组(homologous recombination)
又叫普遍性重组(generalized recombination) ，大范围同源序列对等交换。真核生物减数分裂中同源染色体联会，非姊妹染色单体之间的交换就是同源重组。需要重组蛋白因子参与，如E.coli. 的RecA.参与重组，又叫依赖于RecA的重组（RecAdependent recombination)；

分子生物学 6 DNA 损伤、修复和重组

吖啶橙、原黄素、吖黄素等吖啶类染料嵌合到DNA碱基对之间 base addition /deletion / frameshift mutation
DNA损伤（DNA damage）
自发损伤: 脱氨基/ 脱嘌呤外源损伤: 1. 氧化损伤 (需氧细胞) 活性氧：超氧化物，过氧化氢和羟自由基（· OH） 8-氧鸟嘌呤，2-氧腺嘌呤，5-甲酰尿嘧啶 2. 烷基化损伤影响DNA复制和转录时的解旋多数是间接诱变 3. 加成损伤嘧啶二聚体苯并芘（肝脏细胞色素P-450）双环氧物-G 芳基化试剂黄曲霉毒素B1（肝致癌剂）
DNA损伤、修复和重组
突变和突变发生
（mutation and mutagenesis) DNA损伤（DNA damage） DNA修复（DNA repair）重组（recombination）
突变概念
突变（mutation） DNA分子碱基序列的可遗传改变突变体（mutant）与野生型（+）相对突变剂（mutagen）突变发生（mutagenesis）自发突变（spontaneous mutation）诱发突变（induced mutation）
突变类型 1. DNA碱基序列改变的多少单点突变（point mutation）碱基替换（base substitution）转换（transition） A-T G-C 颠换（transversion）A-T T-A 碱基增加（base addition）碱基删除（base deletion）多点突变（multiple mutation）
BER
5' 3' UvrABC 3' 5' 3' 5' Pol I (或δ和ε） 5' 3' DNA glycosylase 5' 3' AP内切核酸酶 5' 3' 进一步酶切

分子生物学第5章、第6章

•DNA分子内或分子间发生遗传信息的重新组合，称为遗传重组，或基因重排。→ 重组DNA •真核生物基因组间重组多发生在减数分裂时同源染色体之间的交换；细菌及噬菌体的基因组为单倍体，来自不同亲代两组DNA之间可通过多种形式进行遗传重组。 •DNA重组对生物进化起着关键的作用。 •重组分类：同源重组(homologous recombination) 、位点特异性重组(site-specific recombination)、转座重组(transposition recombination)和异常重组(illegitimate recombination)。
1. 互变异构体：碱基发生烯醇式-酮式互变异构或者氨基-亚氨基互变异构时，使碱基错配。 2. 脱氨基作用：碱基上氨基自发脱落，或在诱变剂的作用下脱去氨基，则C→U、A →I、G →X，引起子链错误。 3. DNA聚合酶“打滑”：DNA复制时发生碱基的环出现象，引起一个或数个碱基的插入或缺失，易发生于几个相同碱基串联的部位。 4. 活性氧（O3）引起的诱变：①氧化碱基与C、A配对，造成GC → TA颠换，这种损伤可以积累；②H2O2造成的DNA氧化损伤，此类损伤一般能被修复。
核苷酸切除修复
错配修复
错配修复对 DNA复制忠实性的贡献力达 102-103，DNA 子链中的错配几乎完全都被修正，充分反映了母链的重要性。
大肠杆菌甲基化引导的错配修复
重组修复
易错修复和SOS反应
•SOS反应：当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而
诱发出一系列复杂的反应。
•这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。
5.3.4 基因突变的后果
基因突变的后果主要是生物功能的丧失。某一基因突变后使其所表达的蛋白质或酶失活，有时还会引起多种酶的缺乏。有些突变可产生功能获得性显性表现型。典型的人体细胞突变每个基因每代发生率为107～10-5，但并非所有的突变都会导致疾病。

基因重组方法=全PPT课件

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23
外源DNA被降解，转导失败。
(2)局限性转导（specialized transduction）
温和噬菌体感染
整合到细菌染色体的特定位点上
宿主细胞发生溶源化
溶源菌因诱导而发生裂解时，在前噬菌体二侧的少数宿主基因因偶尔发生的不正常切割而连在噬菌体DNA上
部分缺陷的温和噬菌体
把供体菌的少数特定基因转移到受. 体菌中
的转化现象
目前已知有二十多个种的细菌具有自然转化的能力
进行自然转化，需要二方面必要的条件：
建立了感受态的受体细胞
外源. 游离DNA分子
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枯草芽孢杆菌的自然转化过程（革兰氏阳性菌的转化模型）
分泌感受态因子
与细胞表面受体M相互作用
使细胞表面的 DNA结合蛋白及核酸酶裸露出来，使其具有与 DNA结合的活性
b）决定因素也各有不同；
.
34
(2)人工转化
在自然转化的基础上发展和建立的一项细菌基因重组手段，是基因工程的奠基石和基础技术。
不是由细菌自身的基因所控制；
用多种不同的技术处理受体细胞，使其人为地处于一种可以摄取外源DNA的“人工感受态”。
用CaCl2处理细胞，电穿孔等是常用的人工转化手段。
质粒的转化效率高；
含有F因子的细胞：“雄性”菌株（F+），其细胞表面有性菌毛不含F因子的细胞：“雌性”菌株. （F-），细胞表面没有性菌毛7
F因子为附加体质粒既可以脱离染色体在细胞内独立存. 在，也可插入（整合）到染色8 体上
F因子的四种细胞形式
a）F-菌株，不含F因子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收 F因子而变成雄性菌株（F+）；
.

第六章遗传重组

第六章遗传重组
1
主要内容
概述 6.1 6.2 6.3 6.4
同源重组位点专一性重组转座重组异常重组（了解）
2
概述：
遗传重组是生物界普遍存在的遗传现象。进行有性生殖的物种在减数分裂过程中发生重组。若发生了物理交换，则遗传物质产生新的排列组合。生存→变异→突变，重组适应环境、加速进化；损伤修复等。
链上，因而出现很低的转化频率。
敲除校正基因可使受体菌变为高转化效率菌。
45

P125
必须掌握
同源重组的功能和基本条件
同源重组的生物学功能：（1）对维持种群的遗传多样性有重要意义（2）在真核生物中，同源重组使染色体产生瞬间物理连接，保证了减数分裂中染色体的正确分离；（3）有助于损伤DNA的修复。同源重组的发生应具有以下基本条件：（1）在交换区具有相同或相似的序列；

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A A a a

粪壳菌的子囊孢子因在减数分裂中或减数分裂后8孢子中发生不同的修复作用，而产生多种不同的分离比。
A A
a a
野生型：突变型分离比有6：2；
4：4；
2：2：2：2等
34
（6）双链断裂修复模型
目前证明通过两个DNA分子之中的一个双链断裂引发重组是个常见的机制。该模型认为参与重组的两个DNA分子之一的两条链被核酸内切酶切断，然后在核酸外切酶作用下产生3’单链黏性末端。两个3’游离末端之一侵入到另一个双螺旋的同源区，臵换“供体”双螺旋的一个单链而形成一段异源双链DNA，并同时产生一个D 环（D-loop）。
5´ 3´
3´
5´
5´ 3´
5´ 片
5´
3´

高中生物第六章基因重组与基因工程

第六章基因重组与基因工程教学大纲要求1.熟悉基因工程、基因文库、载体、限制性核酸内切酶、PCR等概念；2.掌握以质粒为载体进行DNA克隆的基本过程；3.了解重组DNA技术在医学上的应用。

教材内容精要一、自然界的基因转移和重组自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的，它是基因变异和物种演变、进化的基础。

基因重组的方式有：接合作用、转化、转导、转座。

1．接合作用(Conjugation) 当细胞(细菌)与细胞(细菌)相互接触时，质粒DNA就可从一个细胞(细菌)转移到另一个细胞(细菌)。

2．转化与转导作用(1)转化作用(Transformation)：由外源性DNA导入宿主细胞，并引起生物类型改变或使宿主细胞获得新的遗传表型的过程，称为转化作用。

(2)转导作用(Transduction)：当病毒从被感染的(供体)细胞释放出来，再次感染另一(受体)细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组称为转导作用。

3．转座(转位)(Transposition) 可移动的DNA序列包括插入序列和转座子。

故由插入序列和转座子介导的基因转移或重排称转座。

转座是指一个或一组基因从一个位置转到基因组的另一个位置。

可分为插入序列(insertionsequenceIS)转座和转座予(transposons)转座。

4．基因重组不同DNA分子间发生的共价连接称基因重组。

基因重组有两种类型：位点特异的重组(sitespecial recombmatlon)和同源重组(homologous recomblnation)。

二、重组DNA技术’1．重组DNA技术的相关概念(1)DNA克隆：克隆(Clone)就是来自同一个体的相同的集合。

DNA克隆（DNA clone）：应用酶学方法在体外将目的基因与载体DNA结合成一具有自我复制能力的重组DNA分子，通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增，提取获得大量同一DNA分子的过程。

医学分子生物学——基因重组与基因工程

医学分子生物学名词解释——基因重组与基因工程1、同源重组：发生在同源序列间的重组，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。

又称基本重组。

2、转化作用：通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用。

3、转导作用：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用。

4结合作用：当细胞或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用。

5位点特异重组：是由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。

6转座：由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座。

7、DNA克隆：应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或重组DNA。

8、基因载体：为携带目的基因，实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。

10、载体：克隆载体为使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体称为克隆载体。

9、表达载体：为使插入的外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体。

10、同尾酶：有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同，但切割DNA后，产生相同的粘性末端，称为同尾酶。

15、配伍末端：有些限制性内切酶虽然识别序列完全相同，但切割DNA后产生相同类型的粘性末端，称为配伍末端，可进行相互连接。

基因重组及其意义

D、表现型有8种，aaBbCc个体的比例为1／16
解析：可用分解综合法．先就每一对等位基因考虑．再把它们组合起来， Aa× Aa→ 1/4AA、 2/4 Aa、1/4aa，表现型2种；Bb × bb → 1/2Bb、1/2bb，表现型2种； Cc × Cc →1/4CC、 2/4Cc、1/4cc，表现型2种；把它们组合起来，表现型2 ×2 ×2＝8；基因型为aaBbCc个体的比例为1/4aa × 1/2Bb × 2/4Cc ＝1/16，答案为D。
二、近两年高考真题示例
1、（09高考江苏卷）已知A与a、B与b、C与C 3对等位基因自由组合，基因型分别为
AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是（
）
A、表现型有8种，AaBbCc个体的比例为1／D16
B、表现型有4种，aaBbcc个体的比例为1／16
C、表现型有8种，Aabbcc个体的比例为1／8
解析：本题主要以蟠桃生物育种为题材考查遗传规律。通过乙组乔化蟠桃与乔化园桃
杂交，后代出现了矮化园桃，说明矮化为隐性。两对相对性状的杂交实验，我们可以对每一对相对性状进行分析，乔化与矮化交配后，后代出现乔化与矮化且比例为1 ：1，所以亲本一定测交类型即乔化基因型Dd 与矮化基因型dd，同理可推出另外一对为蟠桃基因型Hh与园桃基因型hh，所以乔化蟠桃基因型是DdHh、矮化园桃基因型是 ddhh。根据自由组合定律，可得知甲组乔化蟠桃DdHh与矮化园桃ddhh测交，结果后代应该有乔化蟠桃、乔化园桃、矮化蠕桃、矮化园桃四种表现型，而且比例为1 ： 1 ：1 ： 1。根据表中数据可知这两等位基因位于同一对同源染色体上
对应例题：3、人类中男人的秃头（A）对非秃头（a）为显性，女人在A基因为纯合时才为

高中生物基因重组知识点总结

高中生物基因重组知识点总结高中生物基因重组基础知识点1、定义：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合2、发生时期：➀减一前（四分体时期，同源染色体上的等位基因会随非姐妹染色单体的交换而发生交叉互换）➁减一后（非同源染色体自由组合）➂部分R型菌转化为S型菌➃ 基因工程（可定向改造生物性状）3、意义：生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。

4、基因重组在人工操作下也可实现，如基因工程、肺炎双球菌转化过程中都发生了基因重组。

5、基因重组使控制不同性状的基因重新组合，因此会产生不同于亲本的新类型，但只是原有的不同性状的重新组合，并不会产生新的性状。

6、基因重组发生的时间是在减数第一次分裂的后期和四分体时期，而不是在受精作用过程中。

7、基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一。

高中生物基因重组练习1. DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA 分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P‘可能是()A. 胸腺嘧啶B. 腺嘌呤C. 胞嘧啶D. 胸腺嘧啶或腺嘌呤2. 下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是( )A. 基因突变对于生物个体是利多于弊B. 基因突变属于可遗传的变异C. 基因重组能产生新的基因D. 基因重组普遍发生在体细胞增殖过程中3. 下列哪种是不可遗传的变异( )A. 正常夫妇生了一个白化儿子B. 纯种红眼果蝇的后代出现白眼果蝇C. 对青霉菌进行X 射线照射后，培育成高产菌株D. 用生长素处理得到无子番茄4. 用一定剂量的α 射线处理棉花，一段时间后，发现棉花不能再吸收K 了，其他离子却能正常吸收，最可能的原因是( )A. α射线杀死了K载体B. α射线破坏了K载体合成的酶C. α 射线改变了控制K 载体合成的基因D. 棉花细胞已被杀死，不能再进行主动运输高中生物知识点1、分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合; 在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。

第六章重组DNA导入受体细胞

第二节转化
一、几个概念 1、转化：一般指感受态的大肠杆菌细胞捕获和表达质粒载体DNA分子的过程； 2、转染：指感受态的大肠杆菌细胞捕获和表达噬菌体DNA 分子的过程； 3、转导：指病毒转移真核细胞DNA的过程或噬菌体介导的细菌细胞之间的基因转移；
例如：对大肠杆菌而言，转化是以质粒为载体，将携带外源基因的载体DNA导入受体细胞的过程；转染是以噬菌体为载体，用DNA连接酶使噬菌体DNA环化，再通过质粒转化方式导入受体菌；转导（或感染）：是以噬菌体为载体，在体外将噬菌体DNA包装成病毒颗粒，时期感染受体菌。
30℃时，具有活性；45℃丧失活性。 3、以λ噬菌体作为载体进行基因克隆具有以下优点 ①、具有很大的外源DNA包容力，对外源基因的克隆效率高； ②、有非大小的外源DNA的重组λDNA才能进行包装和转染。
第四节共转化
常用用于共转化的报告基因：
1、胸腺激酶基因（tk基因）：它是细胞内合成脱氧三磷
酸胸苷（dTTP）的催化酶的基因，影响dTTP的合成。可利用tk-表型对转化子进行筛选。 tk+细胞由于tk酶可使溴化脱氧尿苷（BrUdr）变成细胞毒性物质，所以tk+细胞不能在含有BrUdr的培养基内生长； tk-细胞不能合成tk酶，因而可以在BrUdr的培养基上生长。用HAT培养基（次黄嘌呤、氨基蝶呤、胸腺嘧啶）可以筛选出tk+细胞。 2、抗药基因的共转染：DNA导入的效率很低，共同导入看要基因，可通过抗生素培养基去除大量未被感染的细胞，筛选出阳性转化细胞。
五、枯草芽孢杆菌的转化反应（一）、枯草杆菌作为受体菌的优点 1、枯草杆菌具有芽孢形成能力，易于培养和保存； 2、枯草杆菌具有胞外酶分泌-调节基因，能使基因表达产物分泌到胞外，简化表达产物的提取和加工处理； 3、枯草杆菌不产生内毒素。（二）、枯草芽孢杆菌的自然转化模型 1、枯草芽孢杆菌在葡萄糖基本培养基中培养到对数生长末期到稳定期，细胞向胞外分泌一种小分子的蛋白质，称为感受态因子； 2、当培养液中感受态因子积累到一定浓度后，与细胞表面相互作用，通过一系列信号传递诱导一些感受态特异蛋白质表达，其中一种成为自溶素，它的表达使细胞表面的DNA 结合蛋白及核酸酶裸露出来，使其具有与DNA结合的活性；

分子生物学基因重组

◆
DNA与其互补物在双链上快速配对反
应，产生异源双链连接
◆
，产生一个长的异
源双链DNA区带。
• SSB(单链结合蛋白)的存在刺激了这个反应
RecA catalyzes single-strand assimilation
RecA promotes the assimilation of invading single strands into duplex DNA so long as one of the reacting strands has a free end.
Haploid prokaryotes (单倍体生物原核同源重组）
Between the two homologous DNA duplex (where) • partially duplicated DNA of the chromosome • between chromosomal DNA and “foreign” DNA
How: Holliday model
1. Nicks made near Chi (GCTGGTGG/each 4 kb) sites by a nuclease with recBCD.
• 模型： ❖ 拷贝-选择：在DNA复制中，新生链延伸时转换为新的模
板。如DNA修复。 ❖ 断裂-重新连接：重组没有在复制中产生，DNA链在双链
间断裂、交换和重新连接。如减数分裂时染色体交换 ❖ 杂合模型：包括上面两种特征。
修复损伤DNA的同源重组
真核生物同源重组的断裂与重接模型
Darlingtong D. C.于1936年提出：减数分裂同源染色体联会时，非姊妹染色单体由于缠绕而产生张力，两个染色单体在同一位置断裂、重节，以消除张力，从而产生重组。证据：姊妹染色单体的交换

基因重组

（一）接合作用（conjugation)
当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用。
（二）转化作用（transformation)
通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。
分离
粘端连接
平端连接
目的基因粘端 5’—A 3’— TTCGA—
运载体DNA粘端 AGCTT— A—
DNA连接酶
5’—AAGCTT— 3’—TTCGAA—
末端转移酶
退火
三、重组体引入受体细胞转化、转染.利用抗药基因进行初筛
2.限制酶切图谱分析（指纹图谱法）
提取重组体DNA 提取运载体DNA
DNA
RH 型肺炎双球菌
SH 型肺炎双球菌
（三）转导作用（transduction)
当病毒从被感染的细胞（供体）释放出来，再次感染另一细胞（受体）时，发生在供体细胞与受体细胞之间的 DNA转移及基因重组。
（四）转座（transposition)
大多数基因在基因组内的位置是固定的，但有些基因可以从一个位置移动到另一位置。这些可移动的 DNA序列包括插入序列和转座子。由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座。
从原位迁至新位 2. 复制性转座
插入序列复制后，一个复制本迁到新位，另一个保留在原位。
（二）转座子转座转座子（transposons）：可从一个染色体位
点转移到另一位点的分散重复序列。反向重复序列
组成转座酶基因特殊基因：如抗生素抗性基因等
转座酶基因
特殊基因
（五）同源重组
发生在同源序列间的重组。同源重组不依赖特异DNA序列，而依赖同源性。

第六章目的基因获取和DNA重组

一般更愿意使用逆转录法获得目的基因）
DNA片段的组装连接方法有2种：
第一种方法：粘末端连接法
第二种方法二、基因法获取目的基因即直接从基因中生物基因组所程
第一节目的基因的获得
获得目的基因的方法：主要有4种 1
一、基因合成技术
基因合成，指利用4种单体脱氧核糖核苷酸 (Ａ、Ｔ、Ｃ、Ｇ），通过化学反应，合成出一条与已知基因序列完全相同的DNA链。
对不参加反应的集团加保护基
◆合成过程使用的保护基团，有些可以通过酸处理移去，有的可通过碱处理移去。所以不论是5′端的保护基团、还是3′端的保护基团，都可以通过酸或碱的脱保护，消除掉保护集团。这样的一个带有5′端保护的合成的二核苷酸分子，又可以同下一个带3′端保护的单核苷酸或二核苷酸进行第二次缩合反应，形成一个三核苷酸或四核苷酸分子，这种从缩合反应开始，到保护基团消除，进而再进行新的缩合反应的循环周期库是一项十分繁重的工作，一般的基因工程实验室都难以完成此亿碱基对，即3×106kb. (2)常用的克隆载体质粒、λ噬菌体和COS质粒克隆外源DNA的能力分别为15kb、25kb和45kb. （3）选取克隆能力最大的COS质粒载体，则需要构建至少6.8万个克隆才可能包含整个人的基因组DNA
（2）mRNA的纯化和完整性鉴定
在典型的哺乳动物细胞中含有10000～30000种不同的 mRNA序列，但并不是任一基因的mRNA在每一细胞中都有同样的转录数量，在特定的mRNA分子集群中，有些基因的mRNA数量很高，而另一些基因的mRNA数量却很低，例如编码像珠蛋白、免疫球蛋白质和卵清蛋白的mRNA，占特定类型的分化细胞总mRNA的50%～90%，属高丰度mRNA，而相当数量的其它基因mRNA的含量在细胞总mRNA中少于0.5%，属低丰度mRNA或稀有mRNA。对高丰度mRNA来讲，其所对应的A之前不需要进一步纯化和富集。但对低丰度mRNA的分离则需要采用特殊是脱氧核糖核苷三磷酸为合成原材料。

原核生物的基因重组

如果细菌染色体中整合有一个正常的λ噬菌体时，
缺陷λ噬菌体也能整合到同一细菌染色体上（因为正常 λ噬菌体整合后，产生两个细菌/噬菌体杂合att位点，缺陷λ噬菌体可以在该位点插入），这种细菌称为双重溶源菌. 双重溶源菌中，正常λ噬菌体称为辅助噬菌体，因为它帮助缺陷噬菌体整合和繁殖。双重溶原菌在紫外辐射等因子的诱导下,原噬菌体容易被切割下来，产生等量的缺陷噬菌体和正常噬菌体，该裂解物称为高频率转导裂解物，用这样的裂解物去感染细菌，将比低频率转导裂解物产生多得多的转导子。这一过程称为高频转导。
一个表面看起来的常规研究却导致一个惊奇和十分重要发现的重要例证！
（普遍性转导这一重要的基因转移途径的发现）
(2) 转导模型
噬菌体的 DNA包装酶也能识别染色体DNA上类似pac的位点转导噬菌体为什么“错并进行切割，以“headful”的包装机制包装进P22噬菌体外壳， ” 形成只含宿主 DNA的转导噬菌体颗粒（假噬菌体）。将宿主的DNA包裹进去 ?
外源DNA被降解，转导失败。
2. 局限转导（restricted transduction）
定义：通过部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因携带到受体菌中，并与后者的基因组整合、重组，形成转导子的现象。媒介：部分缺陷噬菌体（丢失自身一部分基因，并被
同等长度的宿主基因所取代）
只能转导个别特定基因
• 在所有对象中，接合现象研究得最多、了解得最清楚的是E. coli 。E. coli 是有性别分化的，决定性别的是其中的F质粒，F质粒还是合成性菌毛基因的载体。
3. 大肠杆菌的接合型与接合
• 细菌遗传重组单向过程和F因子的提出
• F－菌株
F＋菌株
Hfr菌株