基因工程工具

基因工程工具
DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？
G
A ATT
CT T A A
G
基因工程工具
(三)基因进入受体细胞的载体 ——“分子运输车”
①载体的作用： 将外源基因送入受体细胞。 质粒
②载体的种类： 噬菌体或者动植物病毒等
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(三)基因进入受体细胞的载体 ——“分子运输车”
• 质粒： 裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体
F. Sanger、A. Maxam和W. Gilbert发明了DNA快速测序技术（1986 Nobel生理或医学奖）。
科学家首次基培因育工程出工世具界第一个转基因动物转基因小鼠。
三、DNA 重组技术的基本工具 “分子手术刀” ──限制酶 “分子缝合针” ──DNA连接酶 “分子运输车”（运载体 ） ──基因进入受体细胞的载体
Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”（1968年Nobel生理或医 学奖）。
H.O. Smith等分离出第一种限制性核酸内切酶（1978年Nobel生理或 医学奖）
Paul Berg小组完成了首次体外重组实验（1980年Nobel化学奖）。
斯坦福大学的S. Cohen小组将含有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌R6-5 质粒与含有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒pSC101连接成重组 质粒，具有双重抗药性。
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转基因
“分子手术刀” “分子缝合针” “分子运输车”
磷酸
DNA的基本单位？ 脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
含氮碱基
ATGC
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DNA的二级结构
G
C
磷
A
T
酸 二
A
T
酯 键
T
A
T
A
C
G
氢键 基因工程工具
CG TA TA AT AT GC
GAA TTC
CTT
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A AG
(一)、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
1 别名： 限制酶 2 来源： 主要是原核生物 3 种类 现在已经从约300种微生物中分离出与约4000种
和命名：
4 作用特点： 5 作用结果：
3 种类
SmaⅠ
粘质沙雷氏杆菌
（Serratia marcesens）
大肠杆菌
EcoRⅠ 练习：
（Escherichia coli R）
流感嗜血杆菌的d菌株( Haemophilus influenzaed )中先后分离到3种限制酶，则分别命名 为:
专题1
基因工程
• 一、基因工程的概念
通俗的说，就是按照人们的意愿，把 一种生物的某种基因提取(复制)出来， 加以修饰改造，然后放到另一种生物 的细胞里，定向地改造生物的遗传特 性。
1、周期短
优点：与杂交育种相比 2、可克服生殖隔离
与诱变育种相比 3、目的性强，可定 基因工程工具 向改造生物性状
基因工程的概念
HindⅠ、HindⅡ和HindⅢ
(一)、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
1 别名： 限制酶 2 来源： 主要是原核生物 3 种类 现在已经从约300种微生物中分离出与约4000种
和命名： 识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸
4 作用特点： 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。
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基因工程的产物
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科技探索之路
达尔文提出生物进化论
科技探索之路
孟德尔提出基因的分离定律和自由组合定律
科技探索之路
科技探索之路
艾弗里证明DNA是遗传物质，DNA可从一种生 物个体转移到另一种生物个体。
科技探索之路
DNA的双螺旋结构 和中心法则的确立
科技探索之路
活动1 结合基因操作的四个基本过程,你能说出下列历史 事件，为什么对基因工程的诞生起到了决定性的作用？
操作环境 操作对象 操作水平
结果
特点
基因工程的别名
生物体外 基因
DNA分子水平 人类需要的新生物类型和产品
定向改造生物性状 DNA重组技术
二、基因工程的诞生
（一）基础理论： 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
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（二）技术发明：
1、基因转移载体的发现 2、工具酶的发明 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、第一例转基因生物的问世 7、PCR技术的发明
CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT
GAATTCCGTAGAATTCGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
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模拟制作：
棉花的 一段DNA
C T T A粘性A末端G
SmaⅠ
GG G C CC 平末端
CC C G GG
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思考?
• 要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几 个切口？可产生几个黏性(平)末端？ 要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。
• 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？
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尝试写出下列序列受EcoRI 限制酶作用后的黏性末端
5 作用结果： 产生黏性末端或平末端
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4 作用特点： 识别特定核苷酸序列
EcoRⅠ
GA ATT CT T A AG
SmaⅠ
GG G C CC
CC C G GG 序列特点： 碱基是反向、对称、重复排列的。
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4 作用特点：识别特定核苷酸序列 ,切断磷酸二酯键
EcoRⅠ
粘性G 末A端 A T T
Fra Baidu bibliotek年份 1944
础理
1952
论 1953 基
1957
1970
持技 1972 术 1973 支
1975
1980
重大事件
Avery等证明DNA是遗传物质。
Alfred Hershy和Marsha Chase证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。
James D. Watson和Francis H. C. Crick揭示了DNA分子的双螺旋结 构和半保留复制机制（1962年Nobel生理或医学奖）。
含毒蛋白基 因的细菌 DNA片段
用剪刀在特定部位对棉花DNA进行模 拟切割，并将模拟毒蛋白基因取出，再用 胶纸模拟基因种间连接。
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（二）“分子缝合针”——DNA连接酶
类型
来源
相同点
功能 差别
E·coliDNA连接 酶
T4DNA连接酶
大肠杆菌 恢复 只能连接黏性末端
磷酸
T4噬菌体 二酯键
能连接黏性末端和 平末端(效率较低)