选修3第一节《-基因工程概述》课件.ppt

1.1基因工程概述,,,主要内容：,（1）基因工程的概念 （2）基因操作的工具 （3）基因操作的基本步 骤,１. 基因工程的概念,在生物体外，通过人工“剪切” 和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。,㈠ 基因操作的工具,进行基因操作最少需要以下三种工具：,1、限制性内切酶作用过程,限制性核酸内切酶,一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,酶分布在细菌中特点特异性,切割位点,,实质；2个磷酸二酯键的断裂 氢键会自然断裂,DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端”（单链的片段）。被同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端，能够通过互补进行配对。,磷酸二酯键,,切割位点,２、基因的针线──DNA连接酶,连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。,,重播,２、基因的针线──DNA连接酶,连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 实质：（氢键容易结合）催化形成磷酸二酯键,DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？,不是一回事 相同点：都形成磷酸二酯键 不同点： 1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上，形成磷酸二酯键； 而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 2） DNA聚合酶需要以一条DNA链为模板；而DNA连接酶不需要模板。,,3、基因的运输工具——运载体,要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将目的基因送入细胞的工具就是运载体。,运载体必须同时满足三个要求：①含有复制原点且能保证在受体细胞中进行独立复制的复制区；②独特的标记基因；③目的基因插入位点。 常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等；最早用的载体是一种环状DNA——质粒。,目的基因插入位点,,,基因操作的工具,,一.“分子手术刀“:限制性核酸内切酶,,来源:主要来自原核生物,作用:将外来的DNA切断,,结果:产生黏性末端或 平末端,二.“分子缝合针”: DNA连接酶,,分类:E·coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶,作用:把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来,三.“分子运输车”:基因进入受体细胞的载体,,种类:质粒、动植物病毒等,条件:自我复制、限制酶切点、标记基因、 安全的、大小应适合,目前被较广泛提取使用的目的基因有： 苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。,基因操作的基本步骤,(一）提取目的基因 将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来。,提取目的基因的方法,⑴直接分离基因(从基因文库中获取）——鸟枪法,将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。,⑵人工合成,有两种方法： ①直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。,DNA合成仪,（3）利用PCR技术扩增目的基因,②逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。,,质粒,DNA分子,,限制酶处理,,,一个切口 两个黏性末端,两个切口 获得目的基因,DNA连接酶,重组DNA分子（重组质粒）,,同一种,(二)构建基因表达载体,4.过程:,(三)将目的基因导入受体细胞,转化 ——,方法,,将目的基因导入 植物细胞,将目的基因导入 动物细胞,将目的基因导入 微生物细胞,,农杆菌转化法,基因枪法,花粉管通道法,——显微注射法,——感受态细胞,目的基因进入_________内，并且在 受体细胞内维持_____和_____的过程,受体细胞,稳定,表达,(四)目的基因的检测与鉴定,——检查是否成功,检测—,个体水平鉴定——,,①检测转基因生物染色体的DNA 上是否插入了目的基因,②检测目的基因是否转录出了mRNA,③检测目的基因是否翻译成蛋白质,抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,方法——,方法——,方法——,DNA分子杂交,分子杂交,抗原-抗体杂交,