DNA生组技术的基本工具.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题,1,基因工程,基因工程,是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过,体外,DNA,重组和转基因,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。由于基因工程是在,DNA,分子水平,上进行设计和施工的，因此又叫做,DNA,重组技术,。,1DNA,重组技术的基本工具,第,1,节,苏云金芽孢杆菌含有一种可以合成毒蛋白的基因。,让细菌的毒蛋白基因在棉花细胞中表达，可培育出抵抗棉铃虫害的抗虫棉。,想一想,需要做哪些关键工作？,苏云金芽孢杆菌,毒蛋白,普通棉花抗虫棉,问题探讨,手术刀,缝合针,运输工具,培育抗虫棉,需要哪些基本工具,?,来源,种类,作用,作用结果,阅读课本,4-5,页“限制性核酸内切酶,分子手术刀”的相关内容，填写下表,自主学习,主要从原核生物中分离纯化而来,已经分离出大约,4000,种,1,、识别双链,DNA,分子的某种特定核苷酸序列,2,、,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。,形成两种末端：黏性末端或平末端,1,2,3,4,5,脱氧核苷酸的结构,G,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,A,3,5-,磷酸二酯键,3,端,5,端,3,端,5,端,磷酸二酯键,8,仔细观察各限制酶 识别的特定序列有何 特点？,限制酶的识别序列,限制酶所识别的序列的特点是：,呈现碱基互补对称，无论是,6,个碱基还是,4,个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链,DNA,上的碱基是,反向对称重复,排列的，称为,回文序列,中轴线,在,G,与,A,之间切割,大肠杆菌的一种限制酶,(EcoR),只能识别,GAATTC,序列,，并在,G,和,A,之间切开。,EcoRI,限制酶的作用,黏性末端,黏性末端,EcoRI,限制酶的切割,被限制酶切开的,DNA,两条单链的切口，带有几个,伸出的核苷酸,，,他们之间正好互补配对，这样的切口叫,黏性末端,。,SmaI,只能识别,CCCGGG,序列，,并在,C,和,G,之间切开。,中轴线,SmaI,限制酶的作用,在,G,与,C,之间切割,平末端平末端,SmaI,限制酶的切割,当限制酶,从识别序列的中心轴线处切开时，,切开的,DNA,两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫,平末端,。,你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？,原核生物易受自然界外源,DNA,的入侵，,但生物,在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机,制，以防止外来病原物的侵害。,限制酶,就是细,菌的一种,防御性工具，,当外源,DNA,侵入时，会,利用限制酶,将外源,DNA,切割掉，,以保证自身的,安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切,割外源,DNA,、,使之失效，,从而达到,保护自身,的,目的。,寻根问底,为什么限制酶不剪切细菌本身的,DNA,？,通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其,DNA,分子中,不具备这种限制酶的识别切割序列,，或者,通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开,。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的,DNA,被切断，并且可以防止外源,DNA,的入侵。,14,类型,来源,功能,相同点,差别,EcoliDNA连接酶,T,4,DNA连接酶,大肠杆菌,T,4,噬菌体,恢复磷,酸二酯,键,只能连接黏性末端,能连接,黏性末端,和,平末端,(,效率较低,),阅读课本第,5,页,“分子缝合针”DNA连接酶,的相关内容，填写下表,自主学习,把切下来的,DNA,片段,拼接成新的,DNA,，即将,脱氧核糖和磷酸,连接起来催化形成,磷酸二酯键,DNA连接酶的作用,两,DNA,片段要具有,互补的黏性末端,才能拼起来,DNA连接酶的缝合作用,可把黏性末端之间的,缝隙,“,缝合,”,起来,，,注意：,DNA,连接酶可连接双链,DNA,中的,DNA,单链缺口，但不能连接单链,DNA,！,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶是一回事吗？,T,4,DNA,连接酶,还可把,平末端之间的缝隙“缝合”,起来，但效率较低,DNA连接酶的缝合作用,DNA,连接酶,DNA,聚合酶,相同点,作用实质,化学本质,不,同,点,模板,作用对象,作用结果,用途,都能催化形成,磷酸二酯键,都是蛋白质,不需要,需要,形成完整的重组,DNA,分子,形成,DNA,的一条链,基因工程,DNA,复制,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶的比较,只能将,单个核苷酸,连接到已有的,DNA,片段上，形成磷酸二酯键,在,两个,DNA,片段之间,形成磷酸二酯键,限制性内切酶,的识别序列和切点是,GGATCC,，限制性内切酶,的识别序列和切点是,GATC,。在质粒上有酶,的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶,的切点。,（,1,）请画出质粒被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,（,2,）请画出目的基因两侧被限制酶,切割后所形成的黏性末端。,（,3,）在,DNA,连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？,可以连接。因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互补的）,小试身手,载体的作用,载体的必要条件,载体的种类,阅读课本第,6,页,“分子运输车”运载体,的相关内容，填写下表,自主学习,1,）能够在宿主细胞中,复制,并稳定地,保存,。,2,）具多个,限制酶切点,，以,便与外源基因连接,。,3,）具有某些,标记基因,，便于进行,鉴定,和,选择,。,4,）必须是,安全,的，对受体细胞,无害,。,5,）载体,DNA,分子应,大小适中,，以便于,提取,和,操作,1,）作为,运载工具,，将目的基因导入受体细胞中,2,）在受体细胞内对目的基因进行,大量复制,细菌的质粒,病毒：,噬菌体衍生物,、动植物病毒等。,有标记基因的存在，可用含青霉素的培养基鉴别。,有切割位点,能复制并带着插入的目的基因一起复制,质粒,裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核,DNA,之外，并具有,自我复制能力,的很小的双链环状,DNA,分子。,最常用运载体,质粒,实际上,在基因工程操作中，真正被用作运载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。,A A T T G,C,A,A,T,T,A,A,T,T,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,DNA,聚合酶的作用,返回,