基因工程课件

基因工程的别名
操作环境 操作对象 操作水平 基本过程
实质 结果
基因拼接技术或DNA重组技术
生物体外 基因
DNA分子水平 剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
基因重组 人类需要的生物类型和生物产品
二、 DNA重组技术的基本工具 基本工具： 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。
• 如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会 怎样呢？
会产生相同的黏性末端。
• 是不是把两者的黏性末端黏合起来，这样就真的合成 重组的DNA分子了?
实际还不够,还需要DNA连接酶进行连接。
2、 DNA连接酶——“分子缝合针” E·coli DNA连接酶（黏性末端）
利用运载体在受体细胞(棉花细胞)内，对外源基因(抗虫基因)进 行大量复制。（随载体的复制而复制）
（2）作为运载体必须具备的条件
能够在宿主细胞中自我复制并稳定地保存。 具有一个或多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 具有某些标记基因，便于进行筛选。 必需是安全的，不会对受体 细胞有害。 大小应适合，便于提取和操作
（2）种类：4000种。
（3）作用：识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并 且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 磷酸二酯键断开。(6个,4、5、8个)
（4）结果：形成两种末端 黏性末端 平末端
思考题：
• 要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可 产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？
在该序列中，最重要的是位于编码区
③转录完毕后，RNA链上释游的放R出NA来聚，合酶紧结接合着位R点NA。聚合酶也从
DNA模板链上脱落下来。
启动子
2、真核细胞的基因结构
非编码区
编码区
编码区上游
非编码区 编码区下游
启动子
终止子
与RNA聚合酶 结合位点
外显子
内含子
真
外显子：能编码蛋白质的序列
核 外编显码子区： 内能含够子编：不码能蛋编白码质蛋的白序质的列序叫列做外显子
侧）
录产物）
功 能 转录时与RNA聚合酶结 是翻译的开始，是
合 ， 对 转 录 mRNA 起 调 肽链延伸的第一个
控作用。
氨基酸的位点。
1、种类： T4 DNA连接酶 （黏性末端和平末端） 2、作用部位：磷酸二酯键
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合” 起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一 个重组的DNA分子就形成了。
3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”
（1）运载体的作用
作为运载工具，将外源基因(抗虫基因)转移到受体细胞(棉花细 胞)中去。
（补充知识）基因的结构 1、原核细胞的基因结构
பைடு நூலகம்
非编码区
编码区
编码区上游
启动子
非编码区 编码区下游
终止子
与原R核NA聚合编酶码区结合能位转录点相应的信使RNA，能编码蛋白质
①细R胞NA聚合酶能够识别调控序列中的结合位点，并与其结
合的。基
②因构转结录开始后，RNA聚①合不能酶转沿录D为NA信分使子RN移A，动不，能并编以码D蛋N白A分质子。 的一条链非为编模码板区合成②RN有A调。控遗传信息表达的核苷酸序列，
1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀” 黏性末端
黏性末端
黏性末端：被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的 核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，产生的是黏性末端。 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”（小结） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的一种酶。
技术发明使基因工程的实施成为可能
1.基因转移载体的发现
2.工具酶的发现
3.DNA合成和测序技术的发明
4.DNA体外重组的实现
5.重组DNA表达实验的成功
6.第一例转基因动物问世 7.PCR技术的发明
一、基因工程的概念
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生 物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物 的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖， 使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的生物类型和生 物产品。
生物 选修3 现代生物科技专题
目录
专题1 基因工程 专题2 细胞工程 专题3 胚胎工程 专题4 生物技术的安全性和伦理问题 专题5 生态工程
专题1 基因工程
基础理论和技术的发展催生了基因工程
20世纪中叶，基础理论取得了重大突破 1.DNA是遗传物质的证明 2.DNA双螺旋结构和中心法则的确立 3.遗传密码的破译
3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”
（3）常用的运载体
细菌细胞质的质粒
λ噬菌体的衍生物
动植物病毒
注意：真正用作运载体的质 粒都是人工改造过的。
3、基因进入受体细胞的运载体——“分子运输车”
质粒是基因工程最常用的运载体。 质粒是一种裸露的、结构简单、独 立于细菌染色体（即拟核DNA）之外， 并且具有自我复制能力的双链环状 DNA分子。 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒， 其中常含有抗药基因，如四环素的 标记基因。质粒的存在与否对宿主 细胞生存没有决定性作用，但复制 只能在宿主细胞内成。
细
胞 内含子： 不能够编码蛋白质的序列叫做内含子
的 基
非编码区: 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。
因
结 非编码序列：包括非编码区和内含子
构
启动子与起始密码
启动子
起始密 码
位 置 DNA上基因的非编码区，位mRNA上的开始即
在编码区上游段 （左 单链信使RNA （转