第八章基因工程ppt-第八章基因工程

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(7)用于载体的质粒 DNA 分子上至少含一个限制酶识别位点(√ )
(8)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在
并表达
(√)
在日常生 活中, 随处都 可以看 到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费,也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
2.载体需具备的条件及其作用(连线)
对点落实
返回
1.(2016·全国卷Ⅲ)图(a)中的三个 DNA 片段上依次表示出了
EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ和 Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列
与 切 割 位 点 , 图 (b) 为 某 种 表 达 载 体 的 示 意 图 ( 载 体 上 的
EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。



——GAATTC—— ——GGATCC—— ——GATC——
返回
(2)写出产生的末端的种类:①产生的是黏性末端;②产生的 是 平末端 。 (3)EcoRⅠ限制酶和 SmaⅠ限制酶识别的碱基序列 不同,切割 位点不同 (填“相同”或“不同”),说明限制酶具有专一性 。
在日常生 活中, 随处都 可以看 到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费,也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
图(b)
图(c)
(3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶,常见的
有__E_·_c_o_l_i__D_NA_连__接__酶_和____T_4D_N_A_连___接__酶___,其中既能连接黏 性末端又能连接平末端的是__T_4D_N_A__连__接__酶___。
解析
在日常生 活中, 随处都 可以看 到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费,也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么

第8章-酵母基因工程---基因工程原理与技术---刘志国-课件

第8章-酵母基因工程---基因工程原理与技术---刘志国-课件
酵母菌(Yeast)是一群以芽殖或裂殖方式进行无性 繁殖的单细胞真核生物,分属于子囊菌纲、担子菌纲、半知 菌类,共由56个属和500多个种组成。
酵母菌是比较成熟的真核生物表达系统。
作为宿主细胞的酵母需满足的基本要求
①安全无毒,没有致病性。 ②遗传背景清楚,容易进行遗传操作。 ③外源DNA容易导入宿主细胞,转化效率高。 ④培养条件简单,容易进行高密度发酵。 ⑤有较强的蛋白质分泌能力。 ⑥有类似高等真核生物的蛋白质翻译后的修饰加工能 力。
含有酵母菌染色体DNA同源序列的YIp质粒的构建
在大肠杆菌质粒上组装酵母菌染色体DNA特定序列和标 记基因,构建出来的质粒称为YIp。目的基因表达盒通常插 在染色体DNA特定序列中,这样目的基因就能高效整合入 酵母菌特定的染色体DNA区域。
酵母附加体质粒YEp:含有酿酒酵母2m质粒DNA复 制有关的序列,该载体在酵母细胞中稳定,拷贝数 可达60-100。转化效率高(b)。
REP1
A
IR
ori IR
同源重组
接合酵母属中的pSR1和pSB1,以及
克鲁维酵母属中的pKD1等均与2m质
B
粒类似。
FLP REP2
第一节 酵母基因工程表达体系 --------载体
酵母质粒载体既可以在大肠杆菌复制与扩增、又可以 在酵母系统中复制与扩增,故此类载体又称为穿梭载体( shuttle vector)。
由于巴斯德毕赤酵母没有合适的自主复制型载体,所以 外源基因序列一般整合入受体的染色体DNA上。其外源基因 的高效表达在很大程度上取决于整合拷贝数的多寡。目前已有 20余种具有经济价值的重组蛋白在该系统中获得成功表达。
多型汉逊酵母表达系统
多型汉逊酵母也是一种甲基营养菌。其自主复制序列 HARS已被克隆,并用于构建克隆表达载体, HARS质粒 能高频自发地整合在受体的染色体DNA上(可连续整合100多 个拷贝,因此重组多型汉逊酵母的构建也是采取整合的策略。

基因工程-PPT课件

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干扰素 1200 升人血 2-3 万美元 / 病人
1 升发酵液 200-300 美元 / 病人
国外生物医药的发展
➢1976年第一家基因工程技术开发药物的公司建立。 ➢1982年第一个基因工程药物重组人胰岛素正式生产,推向市场。 ➢2019年全球生物技术公司总数已达4284家,美国占34%。 ➢2019年基因重组生物技术药物的年销售额已经突破400亿美元。 ➢2019年市场上的生物技术药物达到200种左右,而在研的药物为600种。 ➢全世界已有2.5亿人使用生物技术药物和疫苗。
• 曼哈顿计划 • 阿波罗计划
20世纪科学史上3个里程碑
HGP的意义
• 了解生命的起源与进化 – 认识种属之间和个体之间存在差异的起因 – 五种“模式生物” 基因组的研究:大肠杆菌、酵母、 线虫、果蝇和小鼠
• 解码生命,认识自身 – 了解生命体生长发育的规律
• 认识疾病产生的机制,掌握生老病死规律 – 疾病的诊断和治疗
甜椒在栽培的过 程中,容易受病毒的 感染。我国科学工作 者,采用转基因技术, 培育出抗病毒的甜椒。
油菜是人们食用油的主要来源之一。一般油菜 籽的含油量约为40%左右。通过转基因技术,培育 出来的油菜籽,可以大大地提高它的出油率。而且 油的纯度质量更好。
玉米是主要粮食之一,又可以提炼油脂,也可以 用作食品和工业的原料以及作饲料,浑身是宝。人们称 它是含金的植物。如今培育出转基因玉米,品质更好, 产量更高。
淋巴细胞ADA酶恢复至正常水平的5%-10% 维持免疫系统功能,改善病人症状
遗传缺陷病人
腺病毒 adenovirus
修正基因
插入修正基因
感染病人細胞
取出病人細胞
修正基因转入到患者体内
注射修正基因

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是指目的基因在受体细胞内表达,研究功能。
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病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
应用:
• 克隆感兴趣基因进行序列分析,研究其组织结构。 • 转入原核表达载体,进行大规模蛋白质合成,生产多肽
产品。 • 转入真核表达载体,导入细胞,研究其功能,表达调
载体:
• 载体(Vector)是目的基因的运载工具,其作用是将目 的基因带入受体细胞中,并使目的基因扩增和表达。
• 种类: 按来源分: 质粒载体(plasmid vector)、噬菌体载体(phage vector)、 柯氏质粒载体(cosmid vector)、病毒载体(virus vector ). 按作用分: 克隆载体(cloning vector )、表达载体(expression vector)、 穿梭载体(shuttle vector)
四环素选择标记上,4种位于Amp抗性基因上。外源基因的插入将破坏 抗性基因的完整性,导致抗性基因插入失活,这种特性可用于区分重组 和非重组分子。 • 松弛性质粒,在大肠杆菌细胞内有较高的拷贝数,当细菌蛋白质合成停 止时,它仍能继续复制。
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病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
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病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
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病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程TA 源自隆AA19

基因工程-第8章-重组子的筛选与鉴定

基因工程-第8章-重组子的筛选与鉴定

2、根据插入序列的表型特征选择重
组体分子的直接选择法
转化进来的外源DNA编码的基因,能够 对大肠杆菌寄主菌株所具有的突变体发 生体内抑制或互补效应,从而使被转化 的寄主细胞表现出外源基因编码的表型 特征。
Example:
λ gt.λ B噬菌体(由于C片断的缺失而造成重 组缺陷的λ red-噬菌体),在大肠杆菌lig ts菌株上生长不能形成噬菌斑,在有连接酶功 能的大肠杆菌lig+菌株上形成噬菌斑。 将具有连接酶基因的重组体噬菌体λ gt. λ B,涂布在大肠杆菌lig ts菌株上时,通过 寄主细胞的互补作用,能够形成噬菌斑。根据 形成噬菌斑这种表型特征,直接选择具野生功 能的重组体噬菌体。
缺点: 不单要求克隆的DNA片断必须大到足 以包含一个完整的基因,而且还要求所 编码的基因能够在大肠杆菌中实现功能 表达。 (对于真核基因很难达到要求)
二、物理检测法
1、凝胶电泳检测法 从宿主细胞中提取重组子分子,利用凝胶 电泳的方法,鉴定外源片断是否插入及其 长度。 优点:简便、快速。 缺点:只能提供克隆片段大小的信息。
抗药性标记插入失活
Amp r
1)限制酶切 2)DNA重组 无DNA插入
Tc
有DNA插入
Amp r
Tcr
转化
Amp r Tc s
外源DNA
Amp r பைடு நூலகம்cr
无菌落 筛选重组子 阳性菌落
Amp r Tc s
提取DNA 电泳
筛 选 重 组 子 的 示 意 图
Amp r Tc s
重组DNA
(2)β-半乳糖苷酶显色反应选择法
外源DNA 有DNA插入
Apr
转化
Ap r
Ap r
筛选重组子 白色菌落
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⑴ 分子量相对较小,在细菌中稳定存在, 拷贝指数高。
⑵ 具有遗传标记: 如抗生素性基因 —半乳糖酶基因(LacZ)
⑶ 具有多个酶的单一切点。称多克隆位点( multiple cloning sites , MCS)
如 PBR322(人工合成)4.3Kb :含 AmP( 氨卞青霉素)、 Tet(四环素)
2-3字母: 小写:细菌种名 如 EcoR 1
4 : 大写: 菌株
1,2…: 分离到的次序
8
9
3.酶的识别和切割位点: 通常4-6bp,具有回文结构(palindrom)
(1)产生粘性末端(sticking end) 5'-末端: EcoR 1: 5'-GAATTC-3' 3'-CTTAAG-5’
25
C.若Lac Z基因被外源DNA插入而破坏,则不能制造半乳糖 苷酶,菌落为无色(白色)。
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②取代型载体(又叫替换型载体) 理P258
图8-4基因工程原
在DNA分子的中央,插入一段DNA片段: 具有多克隆位点的反向重复序列 当外源DNA插入时其可被置换掉 作用:提高了克隆外源DNA的能力。
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5、末端脱氧核苷酰转移酶 :末端转移酶
作用:在DNA的3'-OH上,加上 dNTP
6、Taq DNA聚合酶 和其它耐热DNA聚合酶
PCR时
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内切酶、碱性磷酸酶、连接酶的作用
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第二节 载体
*本质:DNA 携带外源DNA进入受体细胞的运载工具。
*分类: 克隆载体
质粒 入噬菌体 粘性质粒 M13噬菌体
2、 粘性质粒(Cosmid):容量40-50kb
*由DNA的Cos区与质粒构建 *环状双链DNA 特点;①含质粒的抗性标记如Amp,Tet
②带Cos区,可进行体外包装 ③一个或多个酶切位点 ④分子量小,容量大 /筛选AP平板
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3、 M13噬菌体(M13 phage)
(1)大肠杆菌噬菌体 (2)基因组DNA全长6.5kb(单链) (3)感染后,可复制成双链DNA(RF,DNA) (4)当RF→100—200后,只有(+)链复制
⑴ 特点
① 双链DNA分子(线性或环形)
② 两端具有12个nt单链互补粘性末端
③具非必需区(中间区约1/3长度)
④可在E.Coli中大量繁殖
⑤可克隆15Kb左右的外源基因
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噬菌体的溶原周期和溶菌周期
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24
⑵ 载体类型 (两种)
插入型载体:外源DNA克隆到分子上,使噬菌体的某种生物 功能丧失效力,即插入失活效应。
24个单一切点
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PBR322
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质粒的构建
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质 粒 携 带 外 源 基 因
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2. 噬菌体:最大容量:9—23kb 感染细菌的病毒 根据生活周期分
溶菌性(Lytic):在细菌中连续增殖直到细菌裂时, 释放噬菌体。
溶原性(Lysogenic):将其DNA整入细菌中。 **只有双链DNA的噬菌体才具有溶原周 期。
表达载体
大肠杆菌表达载体 哺乳动物表达载体
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质粒载体
大肠杆菌质粒载体 PBR322 枯草杆菌质粒载体 PNC3 酵母菌质粒载体 农杆菌Ti质粒载体 Ti
噬菌体载体
噬菌体载体 Cos噬菌体载体
病毒载体
SV40病毒载体 乳头瘤病毒载体
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Hale Waihona Puke 一 常用的克隆载体1. 质粒(plasmid):
种类很多,但作为克隆载体须具备。
如:—半乳糖酶失活的插入型载体(蓝白筛选) 编码
A :载体中含一个LacZ基因 半乳糖苷酶
X-gal(无色)
X(蓝色)+gal(半乳糖)
*其中X为有色基因:(4-溴-5-氯吲哚)与gal结合
成无色的X-gal
B:在含X-gal的培养基中,在Lac操纵子诱导物IPTG(异丙硫半 乳糖苷)作用下,细菌合成半乳糖苷酶,分解X-gal,此菌落为 蓝色。
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二 修饰酶
对DNA 或RNA 末端进行剪切、补平、连接及化 学修饰的酶。
1、DNA聚合酶 活性.
大肠杆菌中第一个发现,MW 109KD
方向:5'3' 还具有5‘3’及3‘5’外切酶
缺口平移法标记DNA时常用
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2、逆转录酶 (reverse transcriptase) 两类:禽类成骨细胞性白血病病毒逆转录酶(AMV) moloney小鼠白血病病毒逆转录酶(MMLV)
4种常用载体的比较 P146 表8—2 筛选:蓝白筛选
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二. 表达载体(expressing vector)
在受体细胞中表达(转录和翻译)外源基因的载体。
㈠ 大肠杆菌表达载体 除克隆载体的特性外还含有:
表达系统元件
启动子 核糖体结合位点 克隆位点 转录终止信号
启动子:常用的有
trp-lac启动子(or tac启动子) 噬菌体Pc启动子 T7噬菌体启动子
3'-末端:Pst1 : 5'-CTGCAG-3' 3'-GACGTC-5'
(2)产生平末端(blunt end):
Sma1:
5'-CCCGGG-3'
3'-GGGCCC-5'
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4.同功异源酶(isochizomers): 来源不同, 识别和切割位点相同
如:BamH 1 和 Bst 1
5.同尾酶(isoaudamers): 识别序列不同,但产生相同的粘性末端 BamH 1 :GGATCC Sau3A 1: NGATCN
第八章 基因工程
1
重组DNA技术
2
3
4
5
6
基因工程的应用
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第一节、工具酶
一、限制酶(restriction enzyme):限制性内切酶 1、分类 根据酶结构、作用及DNA结合和裂解的特性
1 类:限制和修饰作用 * 2 类:识别DNA内部位点、切割双链
3 类:同类.
2、命名
首字母: 大写:细菌属名
方向:5‘3’
作用NA ligase) 将3'-OH 与5'-P 连接形成3', 5'-磷酸二 酯键
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4、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase)
去除DNA or RNA 5'-P,制备载体时可防止载 体自身连接, 提高重组效率。
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㈡哺乳动物表达载体
除含有原核序列:在E-Coli中的复制起始点、便于筛选
的抗性基因
还包括真核表达元件
启动子/增强子
克隆位点
终止信号和加poly(A)信号
基因工程的受体系统
原核受体 E-Coli受体系统 外源基因复制、扩增场所 链霉菌受体系统 外源基因表达场所
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