运载体与基因表达载体的区别
高中生物选修三专题一 1.2 基因工程的基本操作程序
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已知基因的核苷酸序列 ; ③前提条件:_______________________ 模板DNA 、___________ DNA引物 、 原料:___________ 热稳定DNA聚合酶 、 ________________ 四种脱氧核苷酸 。 __________________ 指数 方式扩增,即____ 2n (n为扩增 ④方式:以_____ 循环的次数) ⑤结果: 使目的基因的片段在短关信息。
如:根据基因的核苷酸序列
基因的功能
基因在染色体上的位置
基因的转录产物mRNA
基因翻译产物蛋白知道序列,NA B、线粒体DNA C、总mRNA D、tRNA
3、化学方法人工合成目的基因
(1)范围
在基因较小,核苷酸序列已知的 情况下,可以利用DNA合成仪人工合 成。
(2)方法 化学合成法 、 反转录法
(在DNA合成仪中合成)
人工合成 (基因比较小)
DNA合成仪
48
①反转录法:
以目的基因转录成的信使 RNA为模板,反转录成互补的 单链DNA,然后在酶的作用下 合成双链DNA,从而获得所需 的基因。
(二)、目的基因
主要指的是编码蛋白质的结构基因
也可以是一些具有调控作用的因子。
例如:与生物抗逆性相关的基因,与生物优良品质 相关的基因,药物和保健品相关的基因,与毒物降 解相关的基因,以及与工业所需要酶相关的基因。
目前被广泛提取使用的目的基因有: 苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因 (抗病毒、抗细菌)、人胰,导入的 一段碱基序列互补配对。
温度控制和缓冲液(Mg2+)
(5)、仪器: PCR扩增仪(自动调控温度的仪 器) (6)、方式: 以_____ 指数 方式扩增,即 ____ 2n (n为扩增循环的次数)
基因工程知识点总结
![基因工程知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/2ca1481cf705cc1754270956.png)
基因工程总结一.概念(1)原理:。
(2)优点:与杂交育种相比,;与诱变育种相比,。
(3)基因工程成功的原因:①成功拼接的原因:②成功表达的原因:二.基本工具1、两种酶:(1) :作用特点:。
(2) :E·coli DNA连接酶与T4 DNA连接酶的区别:2、一种运载体(1)条件:①;②;③具有特殊的标记基因(作用:)(2)种类:最常用;其他动植物病毒、三、操作程序(1) :方法:①:不知道脱氧核苷酸序列②:已知目的基因两端一小段序列,便于③利用化学方法人工合成:知道全部序列,且基因比较小。
这种方法不需要模板。
(2) ——基因工程的核心基因表达载体的组成:(3)(4)①目的基因是否插入到转基因生物的染色体DNA上:②是否转录:③是否翻译:④个体水平鉴定:抗虫、抗病接种实验易错点说明:1、切割目的基因和运载体的要求:用限制酶。
目的是:。
同种的含义是:同一种或相同两种,即单酶切或双酶切。
选择双酶切的原因是。
2、工具≠工具酶;运载体≠质粒。
3、启动子≠起始密码子,终止子≠终止密码子起始密码子和终止密码子位于mRNA上,分别控制翻译过程的启动和终止。
启动子:。
终止子:一段有特殊结构的DNA短片段,位于基因的尾端,作用是使转录过程停止。
4、基因探针的要求:①单链②有③5、农杆菌转化法中的“2”次导入:第一次:将含有目的基因的T—DNA的质粒导入农杆菌;第二次(非人工操作):将含有目的基因的T—DNA导入受体细胞并整合到植物细胞的染色体DNA上。
6、转化:。
7、(1)乳腺生物反应器与化学反应器比较,优点是:质量稳定,成本低廉,无污染,经济效益显著。
(2)乳腺生物反应器与膀胱生物反应器比较,或者优点是:①收集产物更容易,不必对动物造成伤害;②从动物一出生就可以收集;③与性别无关。
8、将目的基因导入植物细胞采用最多的方法;导入单子叶植物最常用且成本较高的方法;我国科学家独创且简便经济的方法。
巩固练习1、下图中的图1是Eco RⅠ限制酶的作用示意图。
基因工程的操作程序
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内含子
外显子
能够编码蛋白质的序列叫做外显子
不能够编码蛋白质的序列叫做内含子
启动子
终止子
编码区上游
编码区下游
内含子:
外显子:
真核细胞的 基因结构
编码区
非编码区
外显子:能编码蛋白质的序列 内含子:不能编码蛋白质的序列
:有调控作用的核苷酸序列, 包括位于编码区上游的RNA 聚合酶结合位点(启动子)。
启动子、终止子对于目的基因表达必不可少
目的基因不能单独进入受体细胞,必需以表达载体的方式携带进去。
注意
三将目的基因导入受体细胞
(一)转化:
(二)方法
将目的基因导入 植物细胞
将目的基因导入 动物细胞
将目的基因导入 微生物细胞
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
——显微注射法
——感受态细胞
目的基因进入_________内,并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程(1).基因(2).基因的构建方法
通过对受体菌的培养而储存基因 基因组的构建cDNA的构建-----反转录法: 以目的基因转录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需的基因。
目的基因的mRNA
单链DNA
1
2
3
6
5
4
双链DNA (目的基因)
① 概念:PCR全称为_______________,是一项 在生物____复制___________的核酸合成技术
③条件:_______________________、 _______________、___________ 、 ___________.前提条件:
基因的表达载体名词解释
![基因的表达载体名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/c0926758a200a6c30c22590102020740bf1ecd6e.png)
基因的表达载体名词解释基因是生物体内负责遗传信息传递的基本单位,它们通过表达转录为蛋白质,从而决定了细胞和生物体的结构和功能。
在这个过程中,基因的表达载体发挥着重要的角色。
本文旨在对基因的表达载体进行解释和阐述。
概述基因的表达载体是指能够载入并传递基因表达所需信息的分子。
在细胞中,基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段,而表达载体在这些阶段起着至关重要的作用。
RNARNA(核糖核酸)是一种核酸分子,它们能够将DNA中的遗传信息转录为可移动的遗传物质。
在基因表达中,RNA起到了传递DNA信息到蛋白质合成机器的关键作用。
具体而言,RNA分为不同类型,包括信使RNA(mRNA)、转运RNA (tRNA)和核糖体RNA(rRNA),它们分别参与转录和翻译过程。
转录转录是基因表达的第一步,它将DNA中的一段编码信息转换为相应的mRNA。
在这个过程中,基因的表达载体是RNA聚合酶(RNA polymerase),它能够识别和结合特定的DNA序列,将其转录为RNA。
而RNA聚合酶本身依赖于其他蛋白质因子的辅助,这些因子共同组成了转录复合物,确保基因转录的进行。
调控序列在基因的表达过程中,基因的调控序列也被视为一种表达载体。
调控序列是DNA序列中具有调控功能的片段,它们能够在调控转录和翻译过程中发挥作用。
例如,启动子是一种调控序列,它位于基因的上游区域,并能够与转录因子结合,促进基因的转录。
另外,增强子和沉默子也是调控序列的重要类型。
翻译转录产生的mRNA将作为翻译的载体,进一步转化为氨基酸序列的蛋白质。
这个过程依赖于细胞质中的核糖体以及特定的tRNA分子。
mRNA与核糖体结合后,tRNA分子将携带特定的氨基酸配对到相应的mRNA密码子上。
这样,翻译机器系统可以按照基因的信息进行逐个读取和合成氨基酸序列,最终形成蛋白质分子。
酶和蛋白质在基因表达中,各种酶和蛋白质也可以被视为基因的表达载体。
例如,在转录过程中,RNA聚合酶和辅助因子构成了转录复合物,完善基因的转录。
基因工程的基本工具_基因工程的原理及技术_基因工程和蛋白质工程的应用-高中生物知识点
![基因工程的基本工具_基因工程的原理及技术_基因工程和蛋白质工程的应用-高中生物知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/e5aaeed4e2bd960591c67745.png)
基因工程的基本工具_基因工程的原理及技术_基因工程和蛋白质工程的应用-高中生物知识点·基因工程基因工程三种工具原理及基因工程的四个步骤一、基因工程需要三个工具:1、剪刀:限制酶。
2、针线:DNA连接酶。
3、运输:运载体。
二、基因工程四个步骤:1、目的基因的获取。
2、基因表达载体的构建目的基因与运载体结合。
3、将目的基因导入受体细胞。
4、目的基因的检测与表达。
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术。
是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
基因工程,又称基因操作,DNA重组技术,基因克隆,分子克隆等。
克隆就是来自同一祖先的相同副本或拷贝的集合,而获得同一拷贝的过程则称为克隆化,也就是无性繁殖。
蛋白质工程是研究蛋白质的结构及结构与功能的关系,然后人为地设计一个新蛋白质,并按这个设计的蛋白质结构去改变其基因结构,从而产生新的蛋白质。
1983年,美国生物学家厄尔默首先提出了“蛋白质工程”的概念,随即被广泛接受和采用。
蛋白质工程是以蛋白质结构与功能关系的知识为基础,通过周密的分子设计,把蛋白质改造为合乎人类需要的新的蛋白质。
人们利用分子遗传学的知识和对蛋白质结构的了解,在实验室条件下,设计出全新的优良蛋白质。
利用基因工程生产的胰岛素就是蛋白质工程的第一个成功范例。
由于蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,在技术方面有许多同基因工程技术相似的地方,因此人们也把蛋白质工程称为第二代基因工程。
蛋白质工程与基因工程的区别蛋白质工程就是根据蛋白质的精细结构与功能之间的关系,利用基因工程的手段,按照人类自身的需要,定向地改造天然的蛋白质,甚至创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。
蛋白质工程自诞生之日起,就与基因工程密不可分。
基因表达载体和重组质粒的区别
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载体,质粒,基因表达载体3者有何不同?载体是一种运输工具,细胞膜上的蛋白质也是一种载体,其识别很单一,也因此有了选择透过性。
质粒是一种小型环状DNA,广泛存在于微生物中,一般的基因工程中,质粒被用来当做目的基因的运载体,也是一种运输工具。
基因表达载体是目的基因和运载体连接后的产物。
基因表达载体和重组质粒的区别基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。
将目的基因与运载体结合的过程,实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。
如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个缺口,露出黏性末端。
然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端(部分限制性内切酶可切割出平末端,拥有相同效果)。
将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处,首先碱基互补配对结合,两个黏性末端吻合在一起,碱基之间形成氢键,再加入适量DNA连接酶,催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键,从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来,形成一个重组DNA分子。
这个重组的DNA分子也叫重组质粒。
就是这样。
简单的说,重组质粒是基因表达载体的一种。
生物学上marker是什么意思从文字上说,标记(Marker),染色体上一个可以被识别的区域(比如限制性内切酶的酶切点,基因的位置等)。
标记的遗传能够被检测出来。
标记可以是染色体上有表达功能的部分(比如基因),也可以是没有编码蛋白质功能但遗传特性能够被检测出来的部分从实验上说,marker有两种,一种是基因marker,一种是蛋白质marker。
两种marker分别是进行琼脂糖凝胶电泳和SDS-PAGE(蛋白质电泳)所用的标准参照物,用以指示目的基因或者蛋白的大小。
一般常称呼的marker都是指基因marker,即DNA markerDNA Marker作为一种分子标记(Marker),构建分子图谱。
分子标记克隆在质粒上,可以繁殖及保存。
DNA Marker 是分子量不同的DNA片段,主要用途就是DNA 分子凝胶电泳时,加样用做对比来检测琼脂糖凝胶是否有问题。
基因表达载体和重组质粒的区别
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载体,质粒,基因表达载体3者有何不同?载体是一种运输工具,细胞膜上的蛋白质也是一种载体,其识别很单一,也因此有了选择透过性。
质粒是一种小型环状DNA,广泛存在于微生物中,一般的基因工程中,质粒被用来当做目的基因的运载体,也是一种运输工具。
基因表达载体是目的基因和运载体连接后的产物。
基因表达载体和重组质粒的区别基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。
将目的基因与运载体结合的过程,实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。
如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个缺口,露出黏性末端。
然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端(部分限制性内切酶可切割出平末端,拥有相同效果)。
将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处,首先碱基互补配对结合,两个黏性末端吻合在一起,碱基之间形成氢键,再加入适量DNA连接酶,催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键,从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来,形成一个重组DNA分子。
这个重组的DNA分子也叫重组质粒。
就是这样。
简单的说,重组质粒是基因表达载体的一种。
生物学上marker是什么意思从文字上说,标记(Marker),染色体上一个可以被识别的区域(比如限制性内切酶的酶切点,基因的位置等)。
标记的遗传能够被检测出来。
标记可以是染色体上有表达功能的部分(比如基因),也可以是没有编码蛋白质功能但遗传特性能够被检测出来的部分从实验上说,marker有两种,一种是基因marker,一种是蛋白质marker。
两种marker分别是进行琼脂糖凝胶电泳和SDS-PAGE(蛋白质电泳)所用的标准参照物,用以指示目的基因或者蛋白的大小。
一般常称呼的marker都是指基因marker,即DNA markerDNA Marker作为一种分子标记(Marker),构建分子图谱。
分子标记克隆在质粒上,可以繁殖及保存。
DNA Marker 是分子量不同的DNA片段,主要用途就是DNA 分子凝胶电泳时,加样用做对比来检测琼脂糖凝胶是否有问题。
高考生物之易混名词区分(上)
![高考生物之易混名词区分(上)](https://img.taocdn.com/s3/m/168c1894690203d8ce2f0066f5335a8102d266d9.png)
高考生物之易混名词区分(上)1. 原生质层与原生质、细胞质的区别原生质是指细胞内的所有生活物质,包括细胞膜、细胞质和细胞核等。
细胞质是指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
原生质层是指成熟的植物细胞中,细胞膜、液泡膜及它们之间的细胞质合在一起的一层半透膜。
质壁分离指的是原生质层与细胞壁分离,而不是细胞质与细胞壁分离或原生质与细胞壁分离。
原生质:是生命的物质基础,是由蛋白质、核酸、脂类等生物大分子相互作用而形成。
从结构上说,原生质是细胞内的全部生命物质,它又分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分,但不包括细胞壁,因为细胞壁不具有生物活性。
可以说:一个动物细胞就是一小团原生质。
原生质层:是原生质的一部分,主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。
原生质层相当于一层半透膜,把液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来。
在两侧的溶液具有浓度差时,成熟的植物细胞的细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。
原生质体:指除去了细胞壁的植物细胞或菌体,一般可通过专一性的酶(纤维素酶、溶菌酶)破坏细胞壁或通过青霉素阻止细胞壁的正常合成而获得。
在生物化学、代谢功能等方面,原生质体与完整的细胞相似,而且具有完整细胞的许多酶系统,因此常用来进行生理生化方面的某些研究。
同时,通过原生质体的融合而进行的体细胞杂交,为杂交育种提供了新的线索。
植物体细胞杂交的过程,实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程,它有助于克服远源杂交不亲的障碍、有助于培育作物新品种,如科学家将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植物体。
2. 吸胀吸水与渗透吸水的区别吸胀吸水是未成熟植物细胞的吸水方式,是靠细胞内的亲水物质如纤维素、淀粉、蛋白质等吸收的,分生区、形成层和干种子细胞主要靠吸胀吸水。
而成熟的植物细胞可吸胀吸水,但主要靠渗透吸水。
3. 呼吸作用与呼吸的区别呼吸作用是发生在每一个活细胞中的有机物氧化分解、释放能量并生成高能化合物ATP的过程。
生物里的这些“载体”你还记得吗
![生物里的这些“载体”你还记得吗](https://img.taocdn.com/s3/m/5991ef58af1ffc4ffe47acd8.png)
【必记】生物里的这些“载体”你还记得吗?收藏哦~在科学技术中,载体指能传递能量或运载其他物质的物体。
在高中生物教学中也有较多地方涉及的载体的概念。
小编看到了一篇文章很好的总结、归纳了这些载体的概念哟~现在就将这个介绍给大家~1.能量的载体——ATP(必修1P51)在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质,是细胞中普遍使用的能量载体。
ATP是生物体内直接供给可利用能量的物质,是细胞内能量转换的“能量通货”。
ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,用于各项生命活动。
2.跨膜运输的载体——载体蛋白(必修1P57)绝大多数物质无法自由通过生物膜,许多水溶性分子(如离子、葡萄糖、氨基酸等)需要载体蛋白的帮助才能进行跨膜运输。
载体蛋白是一种需要同被运输的离子和分子结合,然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输的膜蛋白。
载体蛋白上有特异性结合点,只能与某一种或一类物质进行暂时、可逆的结合和分离,具有较强的专一性。
物质的被动转运易化扩散和主动转运都需要载体蛋白的协助,区别在于,被动转运不需要ATP提供能量。
另外,教师还应指导学生注意载体蛋白和通道蛋白的区别。
3.氢的载体——辅酶(必修1P86)NADPH和NADH是同一类辅酶,都是氢的载体。
NADPH 是一种辅酶,叫还原型辅酶Ⅱ,在很多生物体内的化学反应中起递氢体的作用,具有重要的意义。
NADPH是在光合作用光反应阶段形成的,与ATP一起进入碳反应,参与CO2的固定。
NADPH的形成是在叶绿体类囊体膜上完成的。
NADH产生于糖酵解和细胞呼吸中的柠檬酸循环,在线粒体中与氧气结合产生大量水的同时,产生大量能量。
4.基因载体——遗传信息的载体(必修2)按照教材上的说法,基因载体是染色体,其实不仅仅是染色体。
遗传信息是维持亲、子代细胞或个体遗传稳定性的信息,生物的遗传物质即为其遗传信息的载体,可以控制生物的性状,并在亲、子代之间传递。
对于细胞生物而言,DNA是遗传物质,因此细胞生物遗传信息的载体是DNA;而对于病毒而言,DNA病毒的遗传信息载体也是DNA,而RNA病毒的遗传物质为RNA,其遗传信息的载体则为RNA。
第三章 基因工程载体
![第三章 基因工程载体](https://img.taocdn.com/s3/m/efe3f23a376baf1ffc4fad34.png)
表达载体与克隆载体的区别
Hale Waihona Puke 强启动子,一个可诱导的强启动子可使外源基因 有效的转录 在启动子下游区和ATG(起始密码子)上游区有 一个好的核糖体结合位点序列(SD序列),促进 蛋白质翻译 在外源基因插入序列的下游区要有一个强转录终 止序列,保证外源基因的有效转录和mRNA的稳 定性
表达型载体(expression vector)
Apr TcS为重组子 Apr Tcr为原载体 ApS Tcr为重组子 即为非重组子
pUC系列的质粒载体
pBR322质粒的复制起点 Amp抗性基因,但核苷酸序列不含有原来限制 性核酸内切酶的单一酶切位点 大肠杆菌β-半乳糖酶基因(lacZ)的启动子及其 编码α-肽链的DNA序列,此结构特称为lacZ‘基 因 位于lacZ'基因中的靠近5”端的一段多克隆位点 (MCS ,multiple cloning sites)区,但它 并不破坏该基因的功能
4、
去除两 个PstI
pBR318 (6.3Kb)
酶切 体外重组 酶切
pBR313
EcoRII片 断去掉
pBR322 (4.3Kb)
pBR320 (2.8Kb)
四、常用质粒载体类型
1、克隆质粒载体
2、表达质粒载体
3、多功能质粒载体
4、穿梭质粒载体
1、克隆质粒载体
克隆质粒载体是指专用于基因或DNA片断无性繁
pBR322插入失活效应
筛 选 重 组 子 的 示 意 图
Amp r
1)限制酶切 2)DNA重组 无DNA插入
Tc
有DNA插入
Amp r Tcr
载体的意思是什么载体的分类和特点
![载体的意思是什么载体的分类和特点](https://img.taocdn.com/s3/m/ff7998447ed5360cba1aa8114431b90d6d85895f.png)
载体的意思是什么载体的分类和特点载体的意思是什么载体的分类和特点载体(vector) ,能载带微量物质共同参与某种化学或物理过程的常量物质。
在气态物质的分离过程中也称为载气。
放射化学研究中核衰变和核反应过程生成的元素的量通常极少,大约为10-8~10-12克,这些物质即使在溶液中可以生成某些难溶化合物,但由于数量少而不能形成独立相,它可能吸附于器壁或其他颗粒的表面上而丢失,因此不能用普通沉淀的方法进行分离。
载体的意思是什么的呢,欢迎大家阅读借鉴。
基本简介载体,在气态物质的分离过程中也称为载气。
放射化学研究中核衰变和核反应过程生成的元素的量通常极少,大约为10-8~10-12克,这些物质即使在溶液中可以生成某些难溶化合物,但由于数量少而不能形成独立相,它可能吸附于器壁或其他颗粒的表面上而丢失,因此不能用普通沉淀的方法进行分离。
为了克服这些困难,可引入载体,形成共沉淀而进行分离。
被称为“分子运输车”。
主要特点在基因操作过程中使用运载体有两个目的:一是表达载体,用它作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;二是克隆载体,利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制(称为克隆)。
现在所用的运载体主要有两类:一类是细菌细胞质的质粒,它是一种相对分子质量较小、独立于染色体DNA之外的环状DNA(一般有1~200 kb左右,kb为千碱基对),有的一个细菌中有一个,有的.一个细菌中有多个。
质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移,可以独立复制,也可整合到细菌染色体DNA中,随着染色体DNA的复制而复制。
另一类运载体是噬菌体或某些病毒等。
现在人们还在不断寻找新的运载体,如叶绿体或线粒体DNA等也有可能成为运载体。
载体分类同位素载体载体是微量物质的同位素时,称为同位素载体。
在研究各类核衰变和核反应过程产物的化学性质和测定它们的产额时常用这种载体。
1934年F.约里奥-居里和I.约里奥-居里用红磷和氮化硼中的氮作为磷30和氮13的载体,成功地从辐照靶中分离出磷30和氮13,首次发现人工放射性核素。
不同基因表达载体的优缺点 孟凡顺
![不同基因表达载体的优缺点 孟凡顺](https://img.taocdn.com/s3/m/5340030f581b6bd97f19eab4.png)
不同基因表达达载体的优缺点理化系生物技术班孟凡顺进入21世纪以来,基因工程的发展越来越快,也越来越完整,作为新世纪生物科学前沿,基因工程的快速发展也大大的刺激了人们对科学知识的向往,走进基因工程,我们发现在基因工程的四大步骤,目的基因的获取,基因表达载体的构建,将基因表达载体打入受体细胞以及目的基因的监测与鉴定,这其中最重要的是也是最繁琐的莫过于第二步基因表达载体的构建,而在基因表达载体的构建这一过程中,最重要的无疑就是目的基因导入受体细胞,将目的基因导入受体细胞的关键就是运载体的选择,在这里,我们要对运载体的种类进行介绍。
首先我们要知道什么东西可以作为运载体,作为运载体又有哪些特征?首先,作为运载体的物质它必须可以进行自我复制,这样才可以在它与外源基因融合后,独立在宿主细胞中复制繁殖,其次有至少一个在融合外源基因后仍未被破坏的遗传表型,这便于将载体导入受体细胞后的识别与筛选,通常表现在为抗性与显色表型反应等,再次,载体上至少有一个限制性核酸内切酶的单一识别位点,这样方便了外源基因的插入,最后,要有适当的拷贝数,理论上在一定范围内,拷贝数量越多,越利于载体的制备,所有的基因工程中的表达载体都必须具有以上四个条件。
在这里,我介绍三种载体。
1质粒载体质粒载体是基因工程中最常用的载体之一,它源于细菌,是一种源于染色体外却可以自由复制的小型环状DNA,大小在1~200Kb之间,质粒通常含有一些编码对细菌有利生存的基因也含有抗生素的抗性基因,经科学家多年的努力,人们终于对一些质粒的生物学特征有了一些了解,进行了比较详尽的研究,比如F质粒那F基因或性质粒,R质粒即抗性因子和col质粒即大肠杆菌因子。
其实,一个质粒就是一个复制子,复制子往往有宿主专一性,但奇怪的是,人们也发现了可以在两种不同宿主内复制的复制子,即可构建的穿梭载体,这种新型载体的发现,大大的推进了克隆技术的发展,因为这种载体可以运载基因,在两种不同的生物之间穿梭,这大大得简化了克隆的步骤。
基因治疗中的运载体设计与基因编辑技术研究
![基因治疗中的运载体设计与基因编辑技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/2ca04b3b7ed5360cba1aa8114431b90d6c85891d.png)
基因治疗中的运载体设计与基因编辑技术研究生命科学的快速发展与生物技术的进展使得人们对治疗疾病的方法变得更加多样化和创新化。
基因治疗作为一种新型治疗方法,充满了无限的潜力。
而在基因治疗过程中,运载体设计和基因编辑技术的研究是两个不可或缺的关键因素。
基因治疗是一种希望通过引入正常基因来治疗疾病的方法。
它包括两个主要步骤:基因传递和基因表达。
而运载体的设计是基因传递的关键,它能够有效地将目标基因运送到需要治疗的细胞内。
目前,常用的运载体主要包括病毒和非病毒载体。
病毒载体是最常见的基因传递工具之一。
常用的病毒载体包括腺病毒、逆转录病毒、腺相关病毒等。
这些载体具有传播迅速、高效的特点,能够将基因精确传递到特定的细胞内。
然而,使用病毒载体也存在一些问题。
例如,病毒载体可能引起免疫反应,导致患者出现不良反应。
此外,病毒载体的基因负载量有限,难以承载较大的基因。
相比之下,非病毒载体因其安全性和可调节性而备受关注。
非病毒载体包括质粒DNA、合成的纳米粒子、脂质体等。
它们可以通过电穿孔、化学法、胆汁石形成等方法将基因导入细胞内。
非病毒载体较病毒载体更加安全,且能够承载较大的基因负载。
然而,非病毒载体在传递效率和特异性方面仍有待改进。
为了提高运载体的传递效率和特异性,研究人员不断探索新的技术和方法。
其中,基因编辑技术的研究尤为重要。
基因编辑技术通过精确修饰目标基因序列,实现基因的精确控制和调节。
CRISPR-Cas9是目前最常用的基因编辑技术之一。
它利用CRISPR引导RNA与Cas9核酸酶结合,实现对目标基因的切割和修复。
基因编辑技术有助于改善运载体的设计和优化。
通过合理选择和调整目标基因序列,可以提高运载体的特异性和效率。
此外,基因编辑技术还可以用于修复病毒载体中的缺陷,提高其安全性和稳定性。
使用基因编辑技术进行运载体设计能够加强对基因治疗的控制和精确。
虽然基因治疗中的运载体设计和基因编辑技术已经取得了一定的突破,但仍面临许多挑战。
运载体与基因表达载体的区别
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运载体与基因表达载体的区别1 、不同点:⑴“运载体”泛指基因工程操作中能将目的基因送达受体细胞的工具。
如细菌质粒等。
相对“基因表达载体”而言,“运载体”主要是强调它能运输目的基因这一功能,只要能运输目的基因就算是运载体,并不计较是不是真正运输了目的基因。
⑵“基因表达载体”,是实施了运输目的基因、并且要保证目的基因到达受体细胞后能够表达的运载体。
这样看来,运载体、基因表达载体二者之间就不能完全等同。
2 、联系:“基因表达载体”是在”运载体”的基础上构建成的。
基因表达载体的构成:目的基因 + 启动子+ 终止子+ 标记基因。
3 、表达载体上的启动子和终止子是本身具有还是后加上去的呢?这个问题,教科书中并没有明确说明,但我个人的观点是:这要看获取目的基因的方法,而问题的根源在于基因的结构。
关于基因的结构,在新课程标准中也不再做为教学的要求了。
(人类)结构基因的基本结构:上游非编码区+ 启动子+ 编码区+ 终止子+ 下游非编码区人类结构基因4个区域:①前导区,位于编码区上游,相当于RNA5’末端非编码区(非翻译区);②编码区,包括外显子与内含子;③尾部区,位于RNA3’编码区下游,相当于末端非编码区(非翻译区);④调控区,包括启动子和增强子等。
基因编码区的两侧也称为侧翼顺序(图1-1)。
⑴启动子:启动子(promot er)能促进转录过程。
也有人将启动子称为“RNA聚合酶识别位点”。
包括下列几种不同顺序:①TATA框(TATA box):其一致顺序为TATAA TAAT。
它约在基因转录起始点上游约-30-50bp 处,基本上由A-T碱基对组成,是决定基因转录始的选择,为RNA聚合酶的结合处之一,RNA聚合酶与TATA框牢固结合之后才能开始转录。
高中选修三(人教版)几个概念辨析
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人教版“基因工程”一章中几个教学问题的认识摘要:针对专题教学过程中所遇到的一些问题,通过查阅相关资料,从一线教师的视角对其中几个问题进行解读。
关键词:基因运输工具运载体载体DNA 连接酶专一性大肠杆茵干扰素糖蛋白1 基因进入受体细胞的运输工具到底应该称为运载体还是载体人教版必修2第103页谈到:基因的运输工具是运载体;可选修3第6页提到。
基因的运输工具为载体。
那么,基因的运输工具到底应该称为什么?还是两者都可?运载本身的汉语词典释义是:装载、运输。
运载体的英文名称是carrier,定义为以下3种:(1)为分离样品中微量的放射性物质而加入的大量同类非放射性物质。
(2)在细胞悬浮培养系统中,支撑生物体或细胞生长的固相颗粒基质,如加入发酵罐中的特殊塑料或微孔玻璃颗粒。
(3)携带另一种物质转移的转运剂,如结合某种物质,携带其通过生物膜或在生物体液中转运的蛋白质。
事实上,教材对基因工程载体的概念性定义是:指能将目的的DNA片段带入宿主细胞,并能进行扩增的一类DNA分子。
其实,基因工程的运载体不仅是转移目的基因的运输载体,也是扩增目的基因的克隆载体,同时也是目的基因的表达载体。
所以运载体这个名称,局限了它的功能含义,不利于学生的学习,人教版选修3称为基因的载体则更具有包容性。
如果运载体只是起运输功能,那么转基因动物实验中,当导入目的基因采取显微注射的方法时,运载体实际是可有可无的了。
实际上目的基因在宿主细胞内的大量扩增还是需要借助载体的自主复制功能,其表达也还需要载体上携带的启动子等调控元件。
另外,必修1教材中又有细胞膜上载体一词,教师在教学中不妨将之表述为载体蛋白,这样有利于学生对基因工程载体和细胞膜上载体作本质上的区分和理解。
2 DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否具有专一性要求人教版《现代生物技术专题》第7页“思考与探究”的第一题:限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗?以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段:你是否能用DNA连接酶将它们连接起来?此题对(2)(3)(6)(7)这四个平末端在教参第12页给的答案是:(2)与(7)、(3)与(6)能连接。
基因工程中作为运载体的条件
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基因工程中作为运载体的条件:
在基因工程中,运载体是用于将外源基因导入受体细胞的工具。
一个理想的运载体应具备以下条件:
1.能在宿主细胞中复制繁殖,而且要有较高的自主复制能力。
2.容易进入宿主细胞,而且进入效率越高越好。
3.容易插入外来核酸片段,插入后不影响其进入宿主细胞和在细胞中的复制。
4.容易从宿主细胞中分离纯化出来,便于重组操作。
5.有容易被识别筛选的标志,当其进入宿主细胞、或携带着外来的核酸序列进入宿主细胞都能容易被辨认和分离出来。
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运载体与基因表达载体的区别
1、不同点:
⑴“运载体”泛指基因工程操作中能将目的基因送达受体细胞的工具。
如细菌质粒等。
相对“基因表达载体”而言,“运载体”主要是强调它能运输目的基因这一功能,只要能运输目的基因就算是运载体,并不计较是不是真正运输了目的基因。
⑵“基因表达载体”,是实施了运输目的基因、并且要保证目的基因到达受体细胞后能够表达的运载体。
这样看来,运载体、基因表达载体二者之间就不能完全等同。
2、联系:
“基因表达载体”是在”运载体”的基础上构建成的。
基因表达载体的构成:目的基因+ 启动子+ 终止子+ 标记基因。
3、表达载体上的启动子和终止子是本身具有还是后加上去的呢?
这个问题,教科书中并没有明确说明,但我个人的观点是:这要看获取目的基因的方法,而问题的根源在于基因的结构。
关于基因的结构,在新课程标准中也不再做为教学的要求了。
(人类)结构基因的基本结构:上游非编码区+ 启动子+ 编码区+ 终止子+ 下游非编码区
人类结构基因4个区域:
①前导区,位于编码区上游,相当于RNA5’末端非编码区(非翻译区);
②编码区,包括外显子与内含子;
③尾部区,位于RNA3’编码区下游,相当于末端非编码区(非翻译区);
④调控区,包括启动子和增强子等。
基因编码区的两侧也称为侧翼顺序(图1-1)。
⑴启动子:启动子(promoter)能促进转录过程。
也有人将启动子称为“RNA聚合酶识别位点”。
包括下列几种不同顺序:
①TATA框(TATA box):其一致顺序为TATAATAAT。
它约在基因转录起始点上游约-30-50bp 处,基本上由A-T碱基对组成,是决定基因转录始的选择,为RNA聚合酶的结合处之一,RNA聚合酶与TATA框牢固结合之后才能开始转录。
②CAAT框(CAAT box):其一致顺序为GGGTCAATCT,是真核生物基因常有的调节区,位于转录起始点上游约-80-100bp处,可能也是RNA聚合酶的一个结合处,控制着转录起始的频率。
③GC框(GC box):有两个拷贝,位于CAAT框的两侧,由GGCGGG组成,是一个转录调节区,有激活转录的功能。
此外,RNA聚合酶Ⅲ负责转录tRNA的DNA和5SrDNA,其启动子位于转录的DNA 顺序中,称为下游启动子。
⑵终止子:在一个基因的末端往往有一段特定顺序,它具有转录终止的功能,这段终止信号的顺序称为终止子(terminator)。
终止子的共同顺序特征是在转录终止点之前有一段回文顺序,约7-20核苷酸对。
回文顺序的两个重复部分由几个不重复碱基对的不重复节段隔开,回文顺序的对称轴一般距转录终止点16-24bp。
在回文顺序的下游有6-8个A-T对,因此,这段终止子转录后形成的RNA具有发夹结构,并具有与A互补的一串U,因为A-U之间氢健结合较弱,因而RNA/DNA杂交部分易于拆开,这样对转录物从DNA模板上释放出来是有利的,也可使RNA聚合酶从DNA上解离下来,实现转录的终止。
由此可见:启动子、终止子对于基因的表达来说,是非常重要的。
⑶获取目的基因的方法:
①散弹枪法——用限制酶直接从DNA上切取。
显然,这种方法获得的目的基因是结构完整的,即含有启动子和终止子的。
在DNA连接酶的催化下可直接与运载体构成重组DNA——基因表达载体。
②反转录法——以mRNA为模板,以游离脱氧核苷酸为原料,在逆转录酶催化下形成DNA。
显然这种方法所得到的只是结构基因的编码区,并不是完整的基因,也就是说缺乏启动子和终止子,就需要后加上二者。
③人工化学合成法——在已知目的基因脱氧核苷酸序列的情况下,在DNA合成仪中人工合成。
显然,这种方法所获得的目的基因结构也应该是完整的。