5基因工程20141224教程分析.ppt

基本要求： 掌握基因克隆的基本工具 克隆基因的基本方法 能够设计一个基因克隆的程序 PCR技术基本原理和应用 DNA重组？基因克隆?基因工程？ 生物技术？高新技术？ 1993 基因工程西红柿在美国上市(图) 1997年 英国罗林研究所成功的克隆了多莉 1999.9 中国负责测定人类基因组全部序列的1% 2000.6 科学家公布人类基因组工作草图 2001.2.11 公布人类基因组基本信息 （二）工具酶 五、基因工程的意义 抗旱、抗盐：甜菜碱合成酶基因、Pro合成酶基因、Lea基因、盐藻中甘油合成相关基因 抗寒、抗冻：黄喋鱼抗冻蛋白基因 、 沙冬青抗冻 蛋白基因 耐除草剂基因 六、目的基因的定点诱变及其应用 1、基因定点诱变技术 除草剂靶标酶乙酰乳酸合成酶（ALS）是支链氨基酸合成途径中第一个酶，现研究需要通过基因工程手段克隆表达该酶。已知Saccharum officinarum中ALS基因(GenBank No EU243998)的cDNA中ORF序列为ATGGGA TTTGGTTTGC CGGCTGCTGC TGGCGCTGCT GTGGCCAACC …… CCCGAGTGGT GGAGCTTTA(其中ATG为转录起始密码子，TTA为终止密码子)，所用克隆载体和表达载体有共有的多克隆位点（MSC）BamHI (GGATCC)、 HindIII（AAGCTT）且BamHI是紧接启动子方向的酶切位点。请用所学的核酸及基因工程相关知识设计如何克隆该基因，并获得表达的蛋白 * 目 录 基因工程 (genetic engineering) 一、基因工程的概述 三、基因工程的基本过程 二、基因工程相关概念 四、基因工程过程小结 五、基因工程的意义 六、目的基因的定点诱变及其应用 一、基因工程的概述 1、基因工程理论上的三大发现 证明了生物的遗传物质是DNA（基因工程的先导） DNA的双螺旋结构和半保留复制机理 遗传信息的传递方式（中心法则） 2、基因工程技术上的三大发现 限制性内切酶和DNA连接酶的发现（标志着DNA重组时代的开始） 载体的使用 1970年，逆转录酶的发现。 3、基因工程的发展史 1865年 G.J.Mendel的豌豆杂交试验 1944年 O.T.Avery的肺炎球菌转化实验 1973年 美国斯坦福大学的科学家构建第一个重组DNA分子; Cohen等获得了抗卡那霉素和抗四环素的重组菌落TcrNer，标志着基因工程的诞生。 1977年 美国南旧金山建立世界上第一家遗传工程公司，专门应用重组DNA技术制造医学上重要的药物。 1980年 开始建造第一家应用基因工程技术生产胰岛素的工厂 1982年，培育出了超级鼠 转移了大鼠生成素基因的小鼠 多聚半乳糖醛酸酶(PG)破坏 二、基因工程相关概念 （一） DNA克隆 1、克隆(clone)：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合或获取同一拷贝的过程 (cloning)。 2、DNA克隆：应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质与载体DNA接合成一具有自我复制能力的DNA分子（复制子，replicon)，继而转入宿主细胞，筛选出含有目的基因的细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或重组DNA (recombinant DNA)。 3、基因工程(genetic engineering) ：按照预先设计好的蓝图，利用现代分子生物学技术，对DNA直接进行体外重组操作与改造，将一种生物（供体）的基因转移到另外一种生物（受体）中去，实现受体生物的定向改造与改良。目的是分离获得某一感兴趣的基因或DNA或表达产物（蛋白质） 切除末端磷酸基 碱性磷酸酶 3′末端多聚尾 末端转移酶 5′磷酸化、探针标记 多聚核苷酸激酶 cDNA合成 反转录酶 探针标记、补平3′末端 DNA聚合酶Ⅰ 生成3′- 5′磷酸二酯键 DNA连接酶 切割DNA 限制性核酸内切酶 一把特殊的剪刀----限制性内切酶的发现者阿尔伯(Arber)、史密斯(Smith)和内森斯(Nathans)，获1978年诺贝尔生理学和医学奖 1、限制性核酸内切酶(restriction endonuclease, RE)：识别特异DNA序列, 并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。 第一个字母取自产生该酶的细菌属名，用大写； 第二、第三个字母是该细菌的种名，用小写； 第四个字母代表株；用罗马数字表示发现的先后次Haemophilus influenzae d株 流感嗜血杆菌d株的第三种酶 2、DNA连接酶 （三）目的基因 （四）基因载体（vector） 基因载体：携带目的基因的一些DNA分子。 克隆载体(cloning vector