基因重组技术概述PPT课件
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重组DNA技术ppt课件
HindⅡ
GTCGAC CAGCTG
GTC CAG
+
GAC CTG
平端切口
Bam HⅠ
GGATCC CCTAGG
GCCTAG+
GATCC G
粘端切口
DNA连接酶
①作用: 把切下来的DNA片段拼接成新的DNA,
即将脱氧核糖和磷酸连接起来.
②作用原理:
催化磷酸二酯键形成
③类型:
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA连接酶 大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4DNA连接酶
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)
重组DNA技术中常用的工具酶
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´羟基末端之间形成磷酸 二酯键,使DNA切口封合或使两个DNA分子或片段连接
目的 ① 分离获得某一感兴趣的基因或DNA ② 获得感兴趣基因的表达产物〔蛋白质)
(二〕工具酶
❖ 限制性核酸内切酶 ❖ DNA聚合酶Ⅰ ❖ 逆转录酶 ❖ T4DNA连接酶 ❖ 碱性磷酸酶 ❖ 末端转移酶 ❖ Taq DNA聚合酶
限制性核酸内切酶
定义 限制性核酸内切酶(restriction endonuclease, RE)是识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周 围切割双链DNA的一类内切酶。
DNA聚合酶Ⅰ
Klenow片段 反转录酶
多聚核苷酸激酶
① 合成双链cDNA分子或片段连接 ② 缺口平移制作高比活探针 ③ DNA序列分析 ④ 填补3´末端
又名DNA聚合酶I大片段,具有完整DNA聚合酶I的53 聚合、35外切活性,而无53外切活性。常用于 cDNA第二链合成,双链DNA 3末端标记等
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
《基因重组杂交育种》课件
生物制药
抗体药物研发
疫苗研发
基因重组杂交育种可以帮助生物制药 领域快速筛选和开发出具有疗效的抗 体药物,用于治疗癌症、自身免疫性 疾病等重大疾病。
基因重组杂交育种可以帮助生物制药 领域研发出新型疫苗,用于预防和治 疗传染病,提高人类健康水平。
蛋白质药物研发
基因重组杂交育种可以帮助生物制药 领域研发出具有特定功能的蛋白质药 物,用于治疗遗传性疾病、代谢性疾 病等。
基因重组杂交育种的挑战与前
04
景
技术挑战与解决方案
技术难题
基因重组杂交育种技术涉及到复杂的生物分子结构和功能,目前仍存在许多技 术难题,如基因定位、重组和表达调控等。
ห้องสมุดไป่ตู้解决方案
针对这些技术难题,科研人员正在不断探索新的技术和方法,如基因编辑技术 、基因组学和蛋白质组学技术等,以提高基因重组杂交育种的成功率和效率。
《基因重组杂交育种 》PPT课件
目录
• 基因重组杂交育种概述 • 基因重组杂交育种技术 • 基因重组杂交育种的应用 • 基因重组杂交育种的挑战与前景 • 案例分析
01 基因重组杂交育种概述
定义与重要性
定义
基因重组杂交育种是指通过基因重组技术,将不同品种或种 质的优良性状集中于一个品种中,以创造新品种的育种方法 。
社会伦理问题与解决方案
社会伦理问题
基因重组杂交育种技术涉及到人类 和动物的基因改造,引发了广泛的社 会伦理关注,如安全性、隐私权和生 物多样性等问题。
解决方案
为解决这些社会伦理问题,需要制定 和完善相关法律法规和伦理准则,加 强监管和公众参与,同时加强科研人 员的伦理意识和责任感。
未来发展前景与展望
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《基因的重组》课件
《基因的重组》PPT课件
探索基因重组的奥秘,了解基因组的变异和基因重组的重要性。
什么是基因重组?
基因的重组是指基因序列的重新组合,通常在同一染色体内发生,也可以在 不同染色体之间发生。
基因重组的类型
1 同源重组
两个DNA分子的同源区域(相同序列)发生交换。
2 非同源重组
两个DNA分子的不同源区域(不同序列)发生交换。
应用广泛
基因重组技术在遗传工程、 转基因技术和基因治疗领域 有着广泛的应用。
实际意义
合理掌握基因重组的方法和 应用具有实际意义,可组的应用
1 遗传工程
通过基因重组技术,将外源基因引入目标生物体,实现基因的改良和功能增强。
2 转基因技术
利用基因重组技术,将外源基因导入植物或动物,以获得特定的性状或生产特定的产物。
3 基因治疗
利用基因重组技术,修复或替代患者体内缺陷基因,达到治疗或预防遗传病的目的。
总结
重要性
基因重组是一种重要的基因 变异形式,推动物种进化和 适应能力。
基因重组的作用
1 创造新的基因组合
导致个体的不同表型表现。
2 促进物种的适应性进化
增加遗传多样性,增强物种的适应能力。
基因重组的影响
1 诱导肿瘤
2 引起基因突变
基因重组可能导致细胞的 异常增殖,从而引发肿瘤。
基因重组的错误可以导致 基因突变,影响基因的正 常功能。
3 导致遗传病
某些基因重组事件可能导 致遗传病的发生。
探索基因重组的奥秘,了解基因组的变异和基因重组的重要性。
什么是基因重组?
基因的重组是指基因序列的重新组合,通常在同一染色体内发生,也可以在 不同染色体之间发生。
基因重组的类型
1 同源重组
两个DNA分子的同源区域(相同序列)发生交换。
2 非同源重组
两个DNA分子的不同源区域(不同序列)发生交换。
应用广泛
基因重组技术在遗传工程、 转基因技术和基因治疗领域 有着广泛的应用。
实际意义
合理掌握基因重组的方法和 应用具有实际意义,可组的应用
1 遗传工程
通过基因重组技术,将外源基因引入目标生物体,实现基因的改良和功能增强。
2 转基因技术
利用基因重组技术,将外源基因导入植物或动物,以获得特定的性状或生产特定的产物。
3 基因治疗
利用基因重组技术,修复或替代患者体内缺陷基因,达到治疗或预防遗传病的目的。
总结
重要性
基因重组是一种重要的基因 变异形式,推动物种进化和 适应能力。
基因重组的作用
1 创造新的基因组合
导致个体的不同表型表现。
2 促进物种的适应性进化
增加遗传多样性,增强物种的适应能力。
基因重组的影响
1 诱导肿瘤
2 引起基因突变
基因重组可能导致细胞的 异常增殖,从而引发肿瘤。
基因重组的错误可以导致 基因突变,影响基因的正 常功能。
3 导致遗传病
某些基因重组事件可能导 致遗传病的发生。
基因重组方法=全PPT课件
.
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
30
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+);
.
基因突变和基因重组-ppt课件
探究一:基因突变
思考.讨论 3.癌细胞与正常细胞相比,具有哪些明显的特点?
正常的成纤维细胞
癌变的成纤维细胞
①能够无限增殖; ②形态结构发生显著变化; ③细胞膜上糖蛋白等物质减少,细胞间黏着性降低,易在体内分散和转移。
4.如何避免癌症的发生? 远离致癌因子,选择健康的生活方式
探究一:基因突变
5 基因突变的原因
➢ 遗传特性
基
发生在配子中
将遵循遗传规律传递给后代
因
突
人类体细胞中某些基因的突
变
发生在体细胞中 变可一能般发不展能遗为传癌细胞!!!
有些植物(无性繁殖的生物)的体细胞发生了
基因突变,可以通过无性生殖遗传。
探究一.基因突变
思考.讨论
2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗?作用分别是什么呢?
原癌基因
替 换AT GC
ACG
增 添 AT GC
ACG
缺 失 AT GC
ACG
A CGC GCG
A T AGC A T CG
A GC CG
只有使基因结 构发生改变才 是基因突变, 非基因区段的 碱基改变不是
基因突变。
2 基因突变的时期
通常发生在DNA 复制即分裂前的间期。
(DNA复制时要解旋为单链,单链DNA的稳定性会大大降低,极易受到影响而 发生碱基的改变。)
情境导入
【资料1】抗倒伏、抗条锈病水稻品种是利用抗倒伏、易感条锈病水稻品种 与易倒伏、抗条锈病水稻品种作为亲本,进行杂交和多年选育获得的。P13 【资料2】早在1987年,我国就将作物种子带入太空,利用太空中的特殊 环境诱导基因发生突变,然后在地面选择优良的品种进行培育。P80 【资料3】残翅果蝇幼虫在31℃环境中培养,将得到一些翅长接近正常的果 蝇成虫,但其再正常温度25℃下产生的后代仍然后残翅果蝇。P75
基因重组PPT课件
B
D、无基因突变,此人无病,其后代患病
6、若一对夫妇所生育子女中,性状差异甚多,这种变 异主要来自 B A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异
7、生物界是千姿百态,多种多样的,这都要建立在生 物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于 A.基因重组 B.基因突变
ALeabharlann C.染色体变异D.环境变化
基因重组能否产生新的基因?
基因突变和重组引起的变异有什么区别? 1.基因突变: 内部结构 能产生 新的基因 基因_________ 改变,它________ 细胞分裂间期(DNA复制时) 发生时期:________________________ 特点:①普遍性、②随机性、③___________ 突变率低 、 ④多数有害、⑤不定向性。 2.基因重组: 控制不同性状的_____________ ,_______ 基因重新组合 不产生 新基因,可 基因型 。 形成新的________ 发生时期:___________________ 有性生殖过程中(减数分裂) 特点:__________ 非常丰富
4、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患 者,其父母正常,请判断这人性状最可能是 C A.伴性遗传 B.常染色体遗传 C.基因突变 D.基因重组
5.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液, 输给一个血型相同的正常人,将使正常人
A、 基因产生突变,使此人患病 B、无基因突变,性状不遗传给此人 C、基因重组,将病遗传给此人
一种具有20对等位基因(这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上)的生物进行杂交时,F2可能出 现的表现型就有 220=1048576 种。
上一页
同源染色体的非姐妹染色单体 之间的局部交换
b
第四节基因突变和基因重组ppt课件
开篇语
“一母生九子,连母十个样” 生物的变异是普遍存在的。有 的仅仅是由于环境因素影响造 成的;有的则是由于生殖细胞 内的遗传物质发生改变而引起 的。
圆饼状的红细胞
镰刀状的红细胞
事实
2、科学家进一步研究发现,镰 刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的一 条多肽链上的氨基酸组成发生了变化。 DNA测序发现,决定血红蛋白的相关 基因也发生了变化。
资料一: 在北京培育的优质甘蓝品种,叶球最大
的有3.5KG,当引种到拉萨后,由于昼夜 温差大、日照时间长、光照强,叶球可重 达7KG左右。但再引回北京后,叶球又只 有3.5KG。
资料二: 太空椒(普通青椒种子遨游过太空后培
育而成)与普通青椒对比,果实明显增大, 将太空椒的种子种植下去,仍然是肥大果 实。
生物变异的类型
生物的变异
不可遗传的变异 基因突变
可遗传的变异 基因重组 (来源)
染色体变异
一、基因突变
➢基因突变的概念 ➢镰刀型细胞贫血症的分析 ➢基因突变的原因 ➢基因突变的特征 ➢基因突变的意义
基因突变:
是指DNA分子中碱基对的 增添、缺失或改变等变化。基 因突变可以产生新基因,是生 物变异的根本来源。
• 2、交换重组:同源染色体之间遗传物质的 交换。结果是导致染色体上基因的组成和 排列次序的改变,从而可能出现新的性状。
同源染色体之间交换示意图
基因重组的意义
✓是生物进化的源泉。 ✓是生物体多样性的重要 原因之一。Fra bibliotek积极思维
玫瑰鸡冠和豆鸡冠从何而来?
事实:研究发现,鸡冠的形态是 由两对基因决定的。若玫瑰鸡冠和豆 鸡冠交配,则子一代全部都是胡桃鸡 冠。如果子一代胡桃鸡冠相互交配, 子二代出现4种不同的性状。
基因突变和基因重组ppt课件
一、基因突变的实例
思考·讨论
正常人
镰状细胞贫血患者
碱基对 T
根本原因:
DNA
替换
A
基因层面
转录
mRNA
A
U
翻译
氨基酸 蛋白质
谷氨酸 正常
缬氨酸 异常
直接原因: 蛋白质层面
一、基因突变的实例
思考·讨论
3.如果这个基因发生碱基的增添或缺失,氨基酸序列是否也会改变?所 对应的性状呢?
【答案】如果这个基因发生碱基的增添或缺失,氨基酸序列也会发 生改变,所对应的性状肯定会改变。
本质
发生 时间 原因
基因突变
基因结构改变,产生 新基因、可能会产生新性状
分裂间期
自然突变、诱发突变
基因重组
不同基因的重新组合,产生新 的基因型,使不同性状重新组合
减I(前期、后期)
自由组合;互换
特点 意义
普遍性、随机性、低频性、 不定向性。
变异的根本来源,为进化 提供原材料
有性生殖生物中普遍存在
变异的来源之一,对进化有 重要意义
取得了极大的经济效益。
讨论
1.航天育种的生物学原理是什么? 基因突变
2.如何看待基因突变造成的结果?
基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变,这种改变可以直 接表现在性状上,改变的性状对生物的生存可能有害,可能有利, 也可能既无害也无益。
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症)是一种遗传病。正常 人的红细胞是中央微凹的圆饼状,而镰状细胞贫血患者的红细胞 却是弯曲的镰刀状这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血, 严重时会导致死亡。
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
《重组DNA技术》课件
发展更精准、高效的基因编辑 技术。
合成生物学
通过合成DNA来构建新的生物 系统。
个性化医疗
根据个体基因信息制定个性化 治疗方案。
1 优势
能够精确操纵DNA序列,有很大的应用潜力。
2 挑战
涉及伦理和法律问题,需要审Fra bibliotek使用和监管。重组DNA技术的伦理和法律问题
1 隐私与安全
个人基因信息的保护和使 用。
2 知识产权
重组DNA技术的专利保护 和共享。
3 道德问题
生命伦理和人类基因改造 的道德考量。
重组DNA技术的未来发展趋势
基因组编辑
重组DNA技术的原理和步骤
1
1. DNA剪切
使用限制性内切酶切割DNA分子,产生特定的DNA片段。
2
2. DNA连接
将不同来源的DNA片段连接起来,形成重组DNA。
3
3. DNA修饰
可以进行DNA序列的修饰,例如插入或删除特定DNA序列。
常见的重组DNA技术方法
PC R
聚合酶链反应,用于扩增 DNA序列。
《重组DNA技术》PPT课 件
DNA重组技术是通过将不同来源的DNA分子进行切割、连接和修饰的一项技 术。它在现代生物技术和分子生物学领域有着广泛的应用。
DNA重组技术的定义
1 基因重组
通过DNA重组技术,可以将不同的基因组合到一起,产生新的基因组。
2 DNA重组
DNA重组技术包括以特定方式剪切、连接和修饰DNA分子,以改变其序列和功能。
蛋白质表达系统
利用重组DNA技术制备大量 特定蛋白质。
基因编辑技术
例如CRISPR-Cas9,用于精 确编辑DNA序列。
重组DNA技术的应用领域
合成生物学
通过合成DNA来构建新的生物 系统。
个性化医疗
根据个体基因信息制定个性化 治疗方案。
1 优势
能够精确操纵DNA序列,有很大的应用潜力。
2 挑战
涉及伦理和法律问题,需要审Fra bibliotek使用和监管。重组DNA技术的伦理和法律问题
1 隐私与安全
个人基因信息的保护和使 用。
2 知识产权
重组DNA技术的专利保护 和共享。
3 道德问题
生命伦理和人类基因改造 的道德考量。
重组DNA技术的未来发展趋势
基因组编辑
重组DNA技术的原理和步骤
1
1. DNA剪切
使用限制性内切酶切割DNA分子,产生特定的DNA片段。
2
2. DNA连接
将不同来源的DNA片段连接起来,形成重组DNA。
3
3. DNA修饰
可以进行DNA序列的修饰,例如插入或删除特定DNA序列。
常见的重组DNA技术方法
PC R
聚合酶链反应,用于扩增 DNA序列。
《重组DNA技术》PPT课 件
DNA重组技术是通过将不同来源的DNA分子进行切割、连接和修饰的一项技 术。它在现代生物技术和分子生物学领域有着广泛的应用。
DNA重组技术的定义
1 基因重组
通过DNA重组技术,可以将不同的基因组合到一起,产生新的基因组。
2 DNA重组
DNA重组技术包括以特定方式剪切、连接和修饰DNA分子,以改变其序列和功能。
蛋白质表达系统
利用重组DNA技术制备大量 特定蛋白质。
基因编辑技术
例如CRISPR-Cas9,用于精 确编辑DNA序列。
重组DNA技术的应用领域
《基因重组》课件
生物学意义
转座重组有助于基因组的 多样性和进化,但也可能 导致基因表达的异常和疾 病的发生。
03 基因重组的机制
重组酶的作用
识别DNA序列
重组酶能够识别DNA上的 特定位点,为重组过程提 供起始点。
催化DNA链断裂
重组酶能够催化DNA链断 裂,形成单链缺口,为重 组提供必要的结构基础。
催化碱基配对
同源重组是生物进化的重要机制之一 ,有助于维持基因组的稳定性,同时 也可以修复DNA损伤。
机制
同源重组依赖于RecA蛋白等分子伴侣 的参与,通过寻找同源序列,形成异 源二聚体,再通过DNA链的断裂、交 换和重连完成重组。
非同源重组
定义
非同源重组是指两条没有同源 序列的DNA分子之间发生的
重组过程。
些罕见病。
基因克隆
03
通过基因重组技术将目的基因克隆到载体中,实现基因的高效
表达和纯化。
克隆技术
动物克隆
利用基因重组技术复制动物个体,实现快速繁殖和拯救濒危物种 。
植物克隆
通过基因重组技术繁殖植物,实现植物的快速繁殖和品种改良。
细胞克隆
通过基因重组技术培养特定细胞系,用于药物筛选、疾病研究等 。
疾病治疗与预防
伦理考量
在编辑人类基因时,需要权衡潜在的 健康益处与潜在的风险和副作用,以 及涉及的伦理问题,如潜在的基因歧 视和人类进化干预。
基因重组与生物多样性
生物多样性影响
基因重组可能导致生物多样性减少,因为重组可能导致物种的基因库减少,降低 物种适应环境变化的能力。
伦理考量
需要关注基因重组对生物多样性的影响,并采取措施确保生物多样性的保护和维 持。
疫苗研发
利用基因重组技术生产疫苗,预防和控制传染病。
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EcoRI、HindIII、KpnI、PstI、ScaI、 SalI、XmnI、HinfI、BssHII、EcoRV
7.II型限制酶的用途 (1)DNA重组克隆及亚克隆 (2)DNA杂交与序列分析 (3)改大肠杆菌DNA聚合酶I及其大片段(Klenow片段) (1)大肠杆菌DNA聚合酶I
定义: 来源不同但能识别和切割同一位点的酶。
HpaII、MspI
5’ C C G G 3’
3’ G G C C 5’
5’ C 3’
3’ G G C
CGG C 5’
<2>同尾酶(isocaudarner)
为识别与切割顺序相互有关的酶。
有些限制酶的识别序列包含在另一些限制酶
的识别顺序之中
酶来源不同,但它们作用后能产生相同的粘
二.重组DNA技术的定义及步骤 (一)重组DNA技术 1、重组DNA技术(recombinant DNA technology):
按照人的意愿,在体外对DNA分子进行重组, 再将重组分子导入受体细胞,使其在细胞中扩增和 繁殖,以获得该DNA分子的大量拷贝,表达相关基 因的产物,是进行基因功能研究的基本方法。
带3’羟基的双链DNA或单链DNA、从3’羟基端降解 DNA。对双链DNA链的外切核酸酶活性可被 5’3’DNA聚合酶活性所封闭。
5’ CCGATAGCT3’
聚合酶
3’ GGC5’
5’ CCG3’ 3’ GGC5’
ATAG C T
c. 5’3’外切酶活性: 能从游离的5’末端降解DNA成为单核苷酸。
在识别顺序的对称轴上,对双链DNA同时切割。
★5’端粘性末端(cohesive end) 在识别顺序的双侧末端切割DNA双链,于对称
轴的5’末端切割。
★ 3’端粘性末端 在识别顺序的双侧末端切割DNA双链,
于对称轴的3’末端切割。
(3)少数有特殊性质的II型酶 <1>异源同工酶(isoschizomer)
性末端。
BamH I
Bag II
5’ G G A T C C 3’
5’ A G A T C C 3’
3’ C C T A G G 5’
3’ C C T A G A 5’
5’ G
G A T C C 3’
3’ C C T A G
G 5’
特点: 两个同尾酶消化的DNA片段,可以相互连接, 连接后的重组DNA分子,可以被其中一种酶识 别,也可能原来的任何一个同尾酶均不能识别。
特点: 识别和切割位点不一致 没有固定的切割位点 随机切割 不产生特异片段
(2)III型酶 与I型酶特性类似,也有甲基化功能,但无ATP 酶和DNA解旋酶活力。 在DNA链上有特异位点切割,其切割位点在识别 位点以外。 (3)II型酶
3. II型酶 (1)II型酶的识别
识别序列一般为4-6个碱基对,通常是反转重 复顺序,具有180º的旋转对称性。 (2)II型酶的切割功能 ★平末端(blunt end)
EcoRI*
EcoRI*
(4)产生的原因 a.高甘油含量(>5%V/V) b.内切酶用量过大,一般为> 100U/g DNA c.低离子强度<25mmol/L d.高pH值 pH8.0 e.含有机溶剂:DMSO、乙醇、乙烯二乙醇 Mn2+、Cu2+、Co2+、Zn2+等非Mg2+的离子存在
(5)常见容量发生星号活力的酶有:
2.克隆(clone): 指由一个细胞通过无性繁殖以后形成的与亲代 完全相同的子代群体。
分子克隆(molecular cloning): 构建DNA重组体并导入宿主细胞建立无 性繁殖体系。
(二)重组DNA技术的重大意义
1.填平了生物种属间不可逾越的鸿沟。 2.缩短了进化时间。 3.使人能对生物体进行定向构造。
遗传密码 64个密码子 61个代表各种氨基酸(AUG起始密码) 3个密码子为终止子(UAA、UAG、UGA)
操纵子
用基因表达调控的原理解释了酶诱导的本质。
(二)关键性实验技术问世为重组DNA技术奠定基础 1.DNA分子的切割与连接技术 2.载体构建和大肠杆菌转化体系的建立 3.Southern杂交、DNA序列分析和聚合酶链式反应
5.限制性内切酶的星号活力 (1)定义: 限制性内切酶在非标准反应条件下,能够切割 一些与其特异识别顺序类似的序列,这种现象 称星号活力。 (2)表示: 在相应限制酶的名称,右上角加一个星号(*)。
(3)特点: 星号活力的识别形式常对标准识别顺序中 两侧的碱基没有特异性。
GACTAGCNAATTNTACGCAATTT CTGATCGNTTAANATGCGTTAAA
Haemophilus influenzae
d
属名 H
Hind I II III
Hind III
2.分类 根据限制酶的识别切割特性、催化条件及
是否具有修饰酶活性可分为: I型 II型 III型
(1)I型限制酶 属于复合功能酶,兼有修饰和切割DNA两种特性。
功能 核酸内切酶 甲基化酶 ATP酶 DNA解旋酶
DNA重组技术概述
DNA重组技术前言
一、重组DNA技术的诞生 (一)重组DNA技术诞生的理论基础
1.40年代明确了遗传的物质基础是DNA 肺炎链球菌
2、50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模 型和半保留复制
3、50年代末和60年代提出了“中心法则”和操 纵子学说,并成功地破译了遗传密码。 中心法则
三、工具酶 (一)限制性核酸内切酶
是一类能识别和切割双链DNA分子中特定碱基顺序 的核酸水解酶。
2.命名 ※第一个字母(大写、斜体)
该酶的微生物属名 ※第二、三个字母(小写、斜体)
代表微生物种名 ※第四个字母(斜体)
代表寄主菌的株或型 ※用罗马数码I、II、III等区分同一株具
有不同特异性的酶
例 流感嗜血杆菌中三个酶的命名:
特性:具有3种酶活性
聚合酶功能 3’
5’
3’外切功
能
5’ 外切功能
a.5’3’DNA聚合酶活性 底物:单链DNA模板及带3’羟基的DNA引物
聚合酶
5’ CCG
dATP dTTP
3’ GGCTATCGA5’
dGTP
dCTP
5’ CCGATAGCT3’ 3’ GGCTATCGA5’
b.3’5’外切酶活性 底物:
7.II型限制酶的用途 (1)DNA重组克隆及亚克隆 (2)DNA杂交与序列分析 (3)改大肠杆菌DNA聚合酶I及其大片段(Klenow片段) (1)大肠杆菌DNA聚合酶I
定义: 来源不同但能识别和切割同一位点的酶。
HpaII、MspI
5’ C C G G 3’
3’ G G C C 5’
5’ C 3’
3’ G G C
CGG C 5’
<2>同尾酶(isocaudarner)
为识别与切割顺序相互有关的酶。
有些限制酶的识别序列包含在另一些限制酶
的识别顺序之中
酶来源不同,但它们作用后能产生相同的粘
二.重组DNA技术的定义及步骤 (一)重组DNA技术 1、重组DNA技术(recombinant DNA technology):
按照人的意愿,在体外对DNA分子进行重组, 再将重组分子导入受体细胞,使其在细胞中扩增和 繁殖,以获得该DNA分子的大量拷贝,表达相关基 因的产物,是进行基因功能研究的基本方法。
带3’羟基的双链DNA或单链DNA、从3’羟基端降解 DNA。对双链DNA链的外切核酸酶活性可被 5’3’DNA聚合酶活性所封闭。
5’ CCGATAGCT3’
聚合酶
3’ GGC5’
5’ CCG3’ 3’ GGC5’
ATAG C T
c. 5’3’外切酶活性: 能从游离的5’末端降解DNA成为单核苷酸。
在识别顺序的对称轴上,对双链DNA同时切割。
★5’端粘性末端(cohesive end) 在识别顺序的双侧末端切割DNA双链,于对称
轴的5’末端切割。
★ 3’端粘性末端 在识别顺序的双侧末端切割DNA双链,
于对称轴的3’末端切割。
(3)少数有特殊性质的II型酶 <1>异源同工酶(isoschizomer)
性末端。
BamH I
Bag II
5’ G G A T C C 3’
5’ A G A T C C 3’
3’ C C T A G G 5’
3’ C C T A G A 5’
5’ G
G A T C C 3’
3’ C C T A G
G 5’
特点: 两个同尾酶消化的DNA片段,可以相互连接, 连接后的重组DNA分子,可以被其中一种酶识 别,也可能原来的任何一个同尾酶均不能识别。
特点: 识别和切割位点不一致 没有固定的切割位点 随机切割 不产生特异片段
(2)III型酶 与I型酶特性类似,也有甲基化功能,但无ATP 酶和DNA解旋酶活力。 在DNA链上有特异位点切割,其切割位点在识别 位点以外。 (3)II型酶
3. II型酶 (1)II型酶的识别
识别序列一般为4-6个碱基对,通常是反转重 复顺序,具有180º的旋转对称性。 (2)II型酶的切割功能 ★平末端(blunt end)
EcoRI*
EcoRI*
(4)产生的原因 a.高甘油含量(>5%V/V) b.内切酶用量过大,一般为> 100U/g DNA c.低离子强度<25mmol/L d.高pH值 pH8.0 e.含有机溶剂:DMSO、乙醇、乙烯二乙醇 Mn2+、Cu2+、Co2+、Zn2+等非Mg2+的离子存在
(5)常见容量发生星号活力的酶有:
2.克隆(clone): 指由一个细胞通过无性繁殖以后形成的与亲代 完全相同的子代群体。
分子克隆(molecular cloning): 构建DNA重组体并导入宿主细胞建立无 性繁殖体系。
(二)重组DNA技术的重大意义
1.填平了生物种属间不可逾越的鸿沟。 2.缩短了进化时间。 3.使人能对生物体进行定向构造。
遗传密码 64个密码子 61个代表各种氨基酸(AUG起始密码) 3个密码子为终止子(UAA、UAG、UGA)
操纵子
用基因表达调控的原理解释了酶诱导的本质。
(二)关键性实验技术问世为重组DNA技术奠定基础 1.DNA分子的切割与连接技术 2.载体构建和大肠杆菌转化体系的建立 3.Southern杂交、DNA序列分析和聚合酶链式反应
5.限制性内切酶的星号活力 (1)定义: 限制性内切酶在非标准反应条件下,能够切割 一些与其特异识别顺序类似的序列,这种现象 称星号活力。 (2)表示: 在相应限制酶的名称,右上角加一个星号(*)。
(3)特点: 星号活力的识别形式常对标准识别顺序中 两侧的碱基没有特异性。
GACTAGCNAATTNTACGCAATTT CTGATCGNTTAANATGCGTTAAA
Haemophilus influenzae
d
属名 H
Hind I II III
Hind III
2.分类 根据限制酶的识别切割特性、催化条件及
是否具有修饰酶活性可分为: I型 II型 III型
(1)I型限制酶 属于复合功能酶,兼有修饰和切割DNA两种特性。
功能 核酸内切酶 甲基化酶 ATP酶 DNA解旋酶
DNA重组技术概述
DNA重组技术前言
一、重组DNA技术的诞生 (一)重组DNA技术诞生的理论基础
1.40年代明确了遗传的物质基础是DNA 肺炎链球菌
2、50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模 型和半保留复制
3、50年代末和60年代提出了“中心法则”和操 纵子学说,并成功地破译了遗传密码。 中心法则
三、工具酶 (一)限制性核酸内切酶
是一类能识别和切割双链DNA分子中特定碱基顺序 的核酸水解酶。
2.命名 ※第一个字母(大写、斜体)
该酶的微生物属名 ※第二、三个字母(小写、斜体)
代表微生物种名 ※第四个字母(斜体)
代表寄主菌的株或型 ※用罗马数码I、II、III等区分同一株具
有不同特异性的酶
例 流感嗜血杆菌中三个酶的命名:
特性:具有3种酶活性
聚合酶功能 3’
5’
3’外切功
能
5’ 外切功能
a.5’3’DNA聚合酶活性 底物:单链DNA模板及带3’羟基的DNA引物
聚合酶
5’ CCG
dATP dTTP
3’ GGCTATCGA5’
dGTP
dCTP
5’ CCGATAGCT3’ 3’ GGCTATCGA5’
b.3’5’外切酶活性 底物: