林木遗传学-第九章基因工程和基因组学

第九章 基因工程与基因组学
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第一节 基因工程
2. 发展 1971年 Smith等人从细菌中分离出的一种限制性酶 酶切病毒
DNA分子 标志着DNA重组时代的开始 1972年 Berg等用限制性酶分别酶切猿猴病毒和l噬菌体DNA
将两种DNA分子用连接酶连接起来→得到新的DNA分子 1973年 Cohen等进一步将酶切后
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第九章 基因工程与基因组学
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第一节 基因工程
2001年我国的转基因农作物和林木已达22种 其中 转基因棉花 大豆 马铃薯 烟草 玉米 花生 菠菜 甜椒 小麦等进行了田间试验 转基因棉花已经大规模 商品化生产
转基因 棉花
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第一节 基因工程
3 内容 从细胞和组织中分离DNA 限制性内切酶酶切DNA分子 制备DNA片段 将酶切DNA分子与载体DNA连接Î构建能在宿主细胞内 自我复制的重组DNA分子 把重组DNA分子引入宿主受体细胞Î复制 重组DNA随宿主细胞的分裂而分配到子细胞Î建立无性繁 殖系(Clone)或发育成个体 从细胞群体中选出所需要的无性繁殖系Î并使外源基因
DNA载体 质粒 噬菌体 病毒 细菌或酵母菌人工 染色体等
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第一节 基因工程
载体的条件 . 具有复制原点 能自我复制 . 具多克隆位点(multiple cloning site MCS 或Polylinker region) 即有多种限制酶的切点 . 选择时的遗传标记 如抗生素 基因 . 易从宿主细胞中回收
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第一节 基因工程
噬菌体(温和型) 基因组全长49kb 噬菌体DNA中间约2/3的序列为 中间基因族 位于两端的为DNA左 右臂 中间基因簇可被外源DNA替 代而不影响浸染细菌的能力 能接受15kb外源DNA片段 可 以作为cDNA或核DNA克隆的载体 优点 不易引起生物危害 有助于“目 的”基因进入细胞并增殖 携带大片段外源DNA分子 可 占用总量的25%时仍不失活
pUC19质粒
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第一节 基因工程
细菌质粒 质粒是细菌细胞内独立于细菌染色体而自然存在的 能自我复制 易分离和导入的环状双链DNA分子 质粒具有重组表型检测标记 检测是否携带外源DNA 片段 在细胞内的复制程度 严紧型 一个细菌细胞内的质粒数量有1 2个 松驰型 每个细胞内有的20 60个
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第一节 基因工程
第 类酶特点 切割产生平末端(blunt ends) 如
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第一节 基因工程
有的产生粘性末端 sticky ends) }识别特定碱基顺序 为回文对称序列 又称反向重复 序列 从两个方向阅读而序列相同的序列 如
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第一节 基因工程
如pUC18质粒具有以下特点 . 分子量小 可接受较 大外源片段 . 拷贝数多 每个细胞 中有500个 . 克隆位点的酶切位点 多 克隆方便 . 具有a 互补的显色表 型 用于检测重组质 粒的选择标记
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转基因烟草 来自荧火虫的荧光素酶
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第一节 基因工程
一 基因工程概述: 广义遗传工程包括:
生化工程 蛋白质工程 细胞工程 染色体工程 细胞器工程 基因工程及酶工程等 狭义遗传工程是指:
基因工程(重组DNA技术)
果蝇转基因 β –半乳糖苷酶
的DNA分子与质粒DNA连 接起来 并将重组质粒 转入E. cloi细胞中
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第一节 基因工程
1982年 美国食品卫生和医药管理局批准 用基因工程在 细菌中生产人的胰岛素投放市场
1985年 转基因植物获得成功 1994年 延熟保鲜的转基因番茄
商品生产 1996年 克隆羊诞生
在受体细胞中正常表达 翻译成蛋白质等基因产物 回收 或 筛选出获得定向的性状变异的个体
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第一节 基因工程
二 限制性内切核酸酶 1. 限制性内切酶(restriction enzyme) 一种水解DNA的磷酸二脂酶 遗传工程中重要工具 细菌细胞中存在限制修饰系统 限制 降解外源DNA 防御异源遗传信息进入的手 段 修饰 修饰外源DNA片段后 保留在新细胞中
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第一节 基因工程
*限制性内切酶EcoR 识别序列 回纹对称序列(palindrome)
具有相同识别序列 酶切方式
以交错方式切断 DNA双链 产生二个 相同的单链粘性末端 重组过程
两种片段在适宜 条件下 可经碱酸二 脂链 连接成重组 DNA分子
பைடு நூலகம்
不同生物的DNA
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第一节 基因工程
部 分 常 用 的 限 制 性 内 切 酶
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第一节 基因工程
三 载体 vector 运载工具 将“目的”基因导入受体细胞的运载工具 DNA片段与适合的载体DNA连接构成重组DNA→ →在
载体DNA的运载下 高效率地进入宿主细胞 并在其中进 行复制
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第一节 基因工程
限制性内切酶的命名 根据其来自的生物名称 用英文字母和数字表示
. EcoRI 来自Escherichia coli . Hind 来自Haemophilus influenzae
限制性内切酶的类别 第 类酶 切割部位无特异性 如EcoB(大肠杆菌B株) EcoK(大肠杆菌K株)分子量较 大(约300000) 作用时需ATP Mg++等辅助因子 第 类酶 切割部位有特异性 如EcoRI(大肠杆菌) Hind (嗜血杆菌) 分子量较 小(约20000 100000) 作用时需Mg++存在
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第一节 基因工程
.概念 基因工程 在分子水平上 采取工程建设方式Î 按照
预先设计的蓝图Î 借助于实验室技术将某种生物的基因或 基因组转移到另一种生物中去Î 使后者定向获得新遗传性 状的一门技术
基因工程技术的建立 使所有实验生物学领域产生巨大 的变革
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