基因重组与基因工程
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基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
常用的为SV40，通过感染方式将其DNA送入哺 乳动物细胞中进行增殖。目前应用相对较少。
基因重组与基因工程
载 体(vector)
• 供插入目的基因并将其导入宿主细胞内 表达或复制的运载工具
载体具备条件
同聚物加尾
•碱性磷酸酶
切除末端磷酸基
基因重组与基因工程
限制性核酸内切酶
• 主要来源于原核生物，具有识别自身DNA或异 源 DNA 的 功 能 ， 通 过 切 割 破 坏 或 限 制 异 源 DNA分子侵入宿主细胞来保护自身。
• 识别特性：具有双链对称的回文结构
•
↓
•
5’ – G A A T T C - 3’
基因重组与基因工程
Genetic Recombination & Genetic Engineering
基因重组与基因工程
基因研究的三步曲
一、20世纪50年代以前：染色体遗传学阶段 二、20世经50年代—70年代：
基因的分子生物学阶段 三、20世经70年代至今：
DNA重组工程学的发展，基因研究走向 反向生物学阶段
基因重组与基因工程
（二）工具酶
工具酶
功能
•限制性核酸内切酶 识别特异序列，切割DNA
•DNA连接酶
催化DNA中相邻的5’磷酸基和3’羟基形成二酯键
•DNA聚合酶I
a.合成cDNA的第二条链b.缺口平移c.测序d.补平
•反转录酶
合成cDNA
•多聚核苷酸激酶 催化多聚核苷酸5‘羟基末端磷酸化
•末端转移酶
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
DNA克隆的基本过程
1. 分：分离目的基因 2. 切：对目的基因和载体适当切割 3. 接：目的基因与载体连接 4. 转：重组DNA转入受体菌 5. 筛：筛选出含有重组体的受菌体
基因重组与基因工程
一、接合作用(conjugation)
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就可以从一 个细胞（细菌） 转移至另一细胞 （细菌）的方式。
基因重组与基因工程
二、转化(transformation)
转化：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。
原指将噬菌体、病毒或以其为载体构建的重组子导 入受体细胞的过程。
通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿 主细胞遗传性状改变的过程称为转染。
将任何类型DNA转移至动物细胞内的过程均可叫
转染。
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
第二节
重组DNA技术
基因重组与基因工程
基因工程
• 基因工程：重组DNA工艺学
• 基因工程 • 蛋白质工程 • 酶工程 • 细胞工程
生物工程
基因重组与基因工程
基因工程
基因工程：是用分离纯化或人 工合成的DNA在体外与载体 DNA结合，成为重组DNA， 用以转化宿主（细菌或其它细 胞），筛选出能表达重组DNA 的活细胞，加以纯化、传代、 扩增，成为克隆，产生出人类 所需要的基因产物或改造、创 造新的生物类型。
基因重组与基因工程
基本概念
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
第一节 自然界的基因转移与重组
一、接合作用(conjugation) 二、转化(transformation)及转导(transduction) 三、转座(transposition) 四、基因重组
第二节 重组DNA技术
一、重组DNA技术相关概念 二、重组DNA技术基本原理 三、重组DNA技术与医学的关系
•
3’ – C T T A A G - 5’
•
↑ 基因重组与基因工程
• Restrictionmodification system
1. restriction endonuclease
2. methylase 3. Sticky end
Blunt end
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
限制性核酸内切酶
• 经反转录合成的、与RNA互补的单链DNA。
• 基因组DNA：
• 代表一个细胞或生物体整套遗传信息的所有DNA序 列。
基因重组与基因工程
（四）基因载体
• 克隆载体（cloning vector)
• 携带目的基因、并实现目的基因的无性 繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一 些DNA分子。
• 可充当克隆载体的DNA分子有： • 质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA
基因重组与基因工程
一、重组DNA技术相关概念
（一）DNA克隆
• 克 隆：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 • 克隆化：获取同一拷贝的过程。 • DNA克隆（分子克隆、基因克隆、重组DNA ）：
• 应用酶学方法，在体外将外源性遗传性物质与载体结合成重 组DNA分子，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 分子的过程。
• 命名：H in d III
•
属 种 株 同一株具不同特异性酶
• 分类：I、II、III类，常用 II类
• 异源同功酶：识别及切割位点相同
• 同尾酶：产生相同的粘性末端
•
BamH I: G↓GATCC
•
Sau3A I: ↓GATC
Hale Waihona Puke Baidu
基因重组与基因工程
（三）目的基因
• cDNA：complementary DNA
载体的分类
1.自主稳定复制 2.多克隆位点
按来源：质粒、噬菌体、 病毒
3.遗传标记 4.插入容量大
按产物：克隆载体、表 达载体
5.分子量小，拷贝多 按宿主细胞：原核细胞
6.安全
基因重组与基因载工程体、真核细胞载体
基因重组与基因工程
二、重组DNA技术的基本原理
1. 目的基因的获取 2. 克隆载体的选择与构建 3. 外源基因与载体的连接 4. 重组DNA导入受体菌 5. 重组体的筛选 6. 克隆基因的表达
基因重组与基因工程
转导(transduction)
转导：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
基因重组与基因工程
*转染(transfection)
转染是转化的一种特殊形式。 由transformation （转化）和 infection（感染）两词构成。
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
常用的为SV40，通过感染方式将其DNA送入哺 乳动物细胞中进行增殖。目前应用相对较少。
基因重组与基因工程
载 体(vector)
• 供插入目的基因并将其导入宿主细胞内 表达或复制的运载工具
载体具备条件
同聚物加尾
•碱性磷酸酶
切除末端磷酸基
基因重组与基因工程
限制性核酸内切酶
• 主要来源于原核生物，具有识别自身DNA或异 源 DNA 的 功 能 ， 通 过 切 割 破 坏 或 限 制 异 源 DNA分子侵入宿主细胞来保护自身。
• 识别特性：具有双链对称的回文结构
•
↓
•
5’ – G A A T T C - 3’
基因重组与基因工程
Genetic Recombination & Genetic Engineering
基因重组与基因工程
基因研究的三步曲
一、20世纪50年代以前：染色体遗传学阶段 二、20世经50年代—70年代：
基因的分子生物学阶段 三、20世经70年代至今：
DNA重组工程学的发展，基因研究走向 反向生物学阶段
基因重组与基因工程
（二）工具酶
工具酶
功能
•限制性核酸内切酶 识别特异序列，切割DNA
•DNA连接酶
催化DNA中相邻的5’磷酸基和3’羟基形成二酯键
•DNA聚合酶I
a.合成cDNA的第二条链b.缺口平移c.测序d.补平
•反转录酶
合成cDNA
•多聚核苷酸激酶 催化多聚核苷酸5‘羟基末端磷酸化
•末端转移酶
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
DNA克隆的基本过程
1. 分：分离目的基因 2. 切：对目的基因和载体适当切割 3. 接：目的基因与载体连接 4. 转：重组DNA转入受体菌 5. 筛：筛选出含有重组体的受菌体
基因重组与基因工程
一、接合作用(conjugation)
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就可以从一 个细胞（细菌） 转移至另一细胞 （细菌）的方式。
基因重组与基因工程
二、转化(transformation)
转化：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。
原指将噬菌体、病毒或以其为载体构建的重组子导 入受体细胞的过程。
通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿 主细胞遗传性状改变的过程称为转染。
将任何类型DNA转移至动物细胞内的过程均可叫
转染。
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
第二节
重组DNA技术
基因重组与基因工程
基因工程
• 基因工程：重组DNA工艺学
• 基因工程 • 蛋白质工程 • 酶工程 • 细胞工程
生物工程
基因重组与基因工程
基因工程
基因工程：是用分离纯化或人 工合成的DNA在体外与载体 DNA结合，成为重组DNA， 用以转化宿主（细菌或其它细 胞），筛选出能表达重组DNA 的活细胞，加以纯化、传代、 扩增，成为克隆，产生出人类 所需要的基因产物或改造、创 造新的生物类型。
基因重组与基因工程
基本概念
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
第一节 自然界的基因转移与重组
一、接合作用(conjugation) 二、转化(transformation)及转导(transduction) 三、转座(transposition) 四、基因重组
第二节 重组DNA技术
一、重组DNA技术相关概念 二、重组DNA技术基本原理 三、重组DNA技术与医学的关系
•
3’ – C T T A A G - 5’
•
↑ 基因重组与基因工程
• Restrictionmodification system
1. restriction endonuclease
2. methylase 3. Sticky end
Blunt end
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
限制性核酸内切酶
• 经反转录合成的、与RNA互补的单链DNA。
• 基因组DNA：
• 代表一个细胞或生物体整套遗传信息的所有DNA序 列。
基因重组与基因工程
（四）基因载体
• 克隆载体（cloning vector)
• 携带目的基因、并实现目的基因的无性 繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一 些DNA分子。
• 可充当克隆载体的DNA分子有： • 质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA
基因重组与基因工程
一、重组DNA技术相关概念
（一）DNA克隆
• 克 隆：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 • 克隆化：获取同一拷贝的过程。 • DNA克隆（分子克隆、基因克隆、重组DNA ）：
• 应用酶学方法，在体外将外源性遗传性物质与载体结合成重 组DNA分子，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 分子的过程。
• 命名：H in d III
•
属 种 株 同一株具不同特异性酶
• 分类：I、II、III类，常用 II类
• 异源同功酶：识别及切割位点相同
• 同尾酶：产生相同的粘性末端
•
BamH I: G↓GATCC
•
Sau3A I: ↓GATC
Hale Waihona Puke Baidu
基因重组与基因工程
（三）目的基因
• cDNA：complementary DNA
载体的分类
1.自主稳定复制 2.多克隆位点
按来源：质粒、噬菌体、 病毒
3.遗传标记 4.插入容量大
按产物：克隆载体、表 达载体
5.分子量小，拷贝多 按宿主细胞：原核细胞
6.安全
基因重组与基因载工程体、真核细胞载体
基因重组与基因工程
二、重组DNA技术的基本原理
1. 目的基因的获取 2. 克隆载体的选择与构建 3. 外源基因与载体的连接 4. 重组DNA导入受体菌 5. 重组体的筛选 6. 克隆基因的表达
基因重组与基因工程
转导(transduction)
转导：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
基因重组与基因工程
*转染(transfection)
转染是转化的一种特殊形式。 由transformation （转化）和 infection（感染）两词构成。