基因工程的应用ppt 基因工程的基本操作程序

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专题一基因工程
基因工程（原理：基因重组）：（DNA重组技术）按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组技术和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
一、基因工程的基本工具
（一）限制酶
1、来源：从原核生物中分离提纯。
2、功能：能够识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，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。
3、切割结果：（粘性末端和平末端）
【注】双酶切：
（1）防止目的基因和质粒自身环化。
（2）保证目的基因和质粒按照顺利连接。
（二）DNA连接酶
1、种类：
2、功能：将两条DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
【注】限制酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键，而不是氢键。
（三）载体
1、结构：例如质粒（见右图）
2、载体需要具备的条件
（1）能在宿主细胞内大量复制并稳定遗传。
（2）具有一个至多个限制酶酶切位点，以供外源DNA片段（即目的基因）插入其中。
（3）有特殊的标记基因（例如抗生素抗性基因），供重组DNA的鉴定与选择。
3、常用载体：（1）大肠杆菌的质粒（天然质粒经过人工改造）。
（2）噬菌体衍生物和动植物病毒。
【需要通过载体而不能直接将目的基因导入受体细胞的原因：基因表达载体包括复制原点、启动子、终止子等结构，而目的基因没有。】
二、基因工程的基本操作程序
（一）目的基因的获取
1、目的基因：为了获得预期性状，需要从供体细胞中获得的基因，主要指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。
2、
（1）基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储备。各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。
【注】：真核细胞的基因有内含子和外显子（如图）
（2）PCR技术
【前提：要有一段已知目的基因的核苷酸序列（目的是为了设计引物）】
①原理：DNA双链复制（生物体外复制特定DNA片段的技术）
②材料：模板、原料（四种脱氧核苷酸dATP、dGTP、dCTP、dTTP）、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）、引物（成对存在）
③扩增过程：
a.变性（90-95℃）：使DNA片段双链解开。
b.复性（55-60℃）：又称为退火，使连接DNA两条单链分别与相应的引物结合。
c.延伸（70-75℃）：热稳定DNA聚合酶催化引物起始合成子链。
④PCR技术与DNA复制的比较
DNA体内复制 PCR技术
解旋方式解旋酶催化 DNA在高温下变性解旋
场所细胞内体外
酶解旋酶、DNA聚合酶热稳定DNA聚合酶
温度细胞内温和条件需要控制温度
合成对象 DNA分子 DNA片段或基因
（二）基因表达载体的构建——基因工程的核心
1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。
2、基因表达载体的组成：（如右图）
（1）插入基因：即目的基因
（2）启动子：一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录。
（3）终止子：一段特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，使转录在需要的地方停止下来。
（4）标记基因：用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因、产生特定颜色表达产物的基因、发光基因等。

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