第一章 基因工程.ppt

1、第一章 基因工程,第二节 基因工程的原理和技术,基因工程的基本原理,基因工程的基本操作步骤,获得目的基因,形成重组DNA分子,将重组DNA分子导入受体细胞,筛选含有目的基因的受体细胞,目的基因的表达,课堂练习,基因工程总结,基因工程的基本原理,让人们感兴趣的基因（目的基因）在宿主细胞中稳定和高效表达。,目的基因,宿主细胞（受体细胞）,是指编码人们所需要合成的蛋白质的结构基因，是人们所需要的基因,是让目的基因进行克隆和表达的细胞,人生长激素基因导入大肠杆菌进行克隆，并合成生长素,实例,目的基因,宿主细胞,获得目的基因,常用方法,如未知目的基因的核苷酸序列,人工合成或从供体生物细胞中分离得到目的基

2、因,如已知目的基因的核苷酸序列,化学方法合成,聚合酶链式反应（PCR技术）扩增目的基因,从基因文库中获取目的基因,化学合成法,从细胞中提取目的基因转录形成的mRNA为模板,根据已知的蛋白质中的氨基酸序列,mRNA核苷酸序列,DNA核苷酸序列,合成DNA分子（即目的基因）,DNARNA杂交双链,逆转录法,人工合成法,PCR技术,原理,条件,过程,方式,DNA复制,模板DNA、 一对引物、 TapDNA聚合酶、 4种脱氧核苷酸,以指数方式（即2n）扩增，,基因文库,将某种生物体内的DNA全部提取出来,基因文库的构建,选用适当的限制酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段,将这些DNA片段分别与载体

3、连接起来,导入受体菌的群体中储存,这样每个受体菌都含有了一段不同的DNA片段。所有受体菌扩增的群体包含了这种生物的所有基因，所以叫做这种生物的基因组文库,基因文库的使用,对保存的每个受体菌所含DNA中的基因进行研究和确定,建立目录，使用时可检索相应基因所在的菌群并提取,形成重组DNA分子,将目的基因和运载体的DNA分子拼接在一起，形成重组DNA分子,目的基因,质粒,限制性内切酶,黏性末端,同样的限制性内切酶,相同黏性末端,目的基因插入质粒的切口,混合,黏性末端配对,DNA连接酶连接断口,重组DNA（重组质粒）,将目的基因导入受体细胞,常用受体细胞,大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物

4、细胞等,将含目的基因的运载体导入受体细胞中，以便扩增和表达,导入方法,不同的受体细胞往往采用不同的导入方法,若用质粒作载体，用大肠杆菌作受体细胞,（1）用CaCl2处理大肠杆菌增大其细胞壁的通透性,（2）与重组质粒在一定条件下混合，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞,其它受体细胞和导入方法,根据基因操作的目的不同，可选用不同的受体细胞,如生产基因工程药品：一般选用细菌,如培育转基因动物：一般选用动物的受精卵,如培育转基因植物：可选用植物的受精卵或体细胞（利用组织培养形成个体）,不同的受体细胞往往采用不同的导入方法,如受体为植物细胞：常采用农杆菌转化法,如受体为动物细胞：常采用显微注射法,筛选

5、含有目的基因的受体细胞,筛选方法,实例：我国科学家培育抗虫棉时，最初已检测出植株细胞中含有抗虫基因，但棉铃虫食用后，并不出现中毒症状，说明抗虫基因还不能在植物细胞中表达。经过对棉植株中的抗虫基因作适当修饰后，棉铃虫食用后中毒死亡，说明此时抗虫基因在棉株中得到表达。,常用选择培养基,一般利用质粒中含有抗性基因（如抗四环素基因），可以使转入重组质粒的受体细菌在含有相应抗生素（如四环素）的培养基中扩增生长，而其它细菌则死亡。,目的基因的表达,（1）目的基因在受体细胞中可能不能正常复制和传递,需要最终控制目的基因表达的原因,（2）由于基因表达有选择性，目的基因可能不能最终转录、翻译形成蛋白质,练习,1

6、有关基因工程的叙述正确的是A限制性内切酶只有在获得目的基因时才用 B重组质粒的形成是在细胞内完成的C质粒都可以作为运载体 D蛋白质的结构可以为合成目的基因提供资料,【答案：D】,2基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是A人工合成目的基因 B目的基因与运载体结合C将目的基因导入受体细胞 D目的基因的检测和表达,【答案：C】,3. （09浙江理综）下列关于基因工程的叙述，错误的是A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达,【答案：D】,