DNA重组的技术基本工具huang.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,*,欢迎进入朱建标老师之,生命课堂,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,*,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,*,DNA重组的技术基本工具huang,DNA重组的技术基本工具huangDNA重组的技术基本工具huang选修三 现代生物科技专题教学目标：,简述DNA重组技术所需要三种工具的作用；,认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新,教学重点：,DNA重组技术所需要三种工具的作用,教学难点：,基因工程载体需要具备的条件课时安排：共3课时2,选修三 现代生物科技专题,教学目标：,简述,DNA,重组技术所需要三种工具的作用；,认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新,教学重点：,DNA,重组技术所需要三种工具的作用,教学难点：,基因工程载体需要具备的条件,课时安排：,共,3,课时,2,专题一,什么叫基因工程？,基因工程，又叫,DNA,重组技术,。是指,按照人们的愿望,，在,DNA,分子水平,上进行严格的,设计,，并通过,体外,DNA,重组和转基因技术,，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,。,3,一、基因工程的概念,1,、原理：,2,、操作水平：,3,、又称：,4,、优点：,基因重组,DNA,分子水平,DNA,重组技术或基因拼接技术,定向改造生物性状,(,目的,),克服远缘杂交不亲和的障碍,育种周期短,5,、技术：,DNA,重组技术和转基因技术,4,1,、,艾弗里,证明,DNA,是遗传物质,，,DNA,可从一种生物个体,转移,到另一种生物个体。,二、基因工程的诞生,P,2-3,（一）基础理论：,2,、,沃森、克里克,建立了,DNA的,双螺旋结构,模型,3,、梅塞尔松、斯塔尔,证明,DNA,的,半保留复制,4,、克里克,等提出,中心法则：,DNA,RNA,蛋白质,转录,翻译,逆转录,复制,5,、,1963,年,尼伦伯格,和,马太,破译编码氨基酸的,遗传密码,，,1966,年,霍拉纳,用实验加以证明。,5,1),基因转移载体的发现,2),工具酶,的发现,3)DNA,合成和测序技术的发明,4)DNA,体外重组的实现,5),重组,DNA,表达实验的成功,6),第一例转基因动物问世,7)PCR,技术的发明,（二）技术发明：,6,红色荧光蛋白,红色荧光蛋白基因,基因表达,剪切,拼接,表达,导入,7,三、,DNA重组技术的基本工具,限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,来源：,主要从,原核生物,中分离纯化出来。,种类：,已从近,300,种微生物中分离出,4000,种,限制酶。,作用：,1.,能,识别双链,DNA,的某种,特定核苷酸序列,2.,使每条链中,特定部位,的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,断开,。,8,磷酸二酯键：,磷酸二酯键,5,3,3,5,9,限制性核酸内切酶,“,分子手术刀”,DNA,末端：,黏性末端和平末端,限制酶的识别序列：,大多数,限制酶的识别序列由,6个,核苷酸组成,，,少,数的识别序列由4、5或8个核苷酸组成,回文序列,回文序列：,一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致,10,限制酶的识别序列：,11,EcoRI,限制酶的切割：,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。,12,EcoR,黏性末端,黏性末端,13,EcoRI,限制酶的切割：,中轴线,黏性末端,黏性末端,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。,14,C C C G,G G,G G G C C C,SmaI限制酶的切割：,只能识别,CCCGGG,序列，,并在,C,和,G,之间切开。,中轴线,15,Sma,平末端平末端,16,你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？,P,4,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。,17,要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶,切几个磷酸二之间？可产生几个黏性,(,平,),末端？,要切两个切口，产生四个黏性,(,平,),末端。,如果把两种来源不同的,DNA,用同一种限制酶来,切割，会怎样呢？,会产生相同的黏性,(,平,),末端，然后让两者的黏,性,(,平,),末端黏合起来，就似乎可以合成重组的,DNA,分子了。,18,作用,（,二,）“分子缝合针”DNA连接酶,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,.,作用原理,形成磷酸二酯键,19,G,A,A,T,T,C,C,T,T,A,A,G,20,A,A,T,T,C,G,G,C,T,T,A,A,21,A,A,T,T,C,G,G,C,T,T,A,A,22,G,A,A,T,T,C,C,T,T,A,A,G,23,G,A,A,T,T,C,C,T,T,A,A,G,24,G,A,A,T,T,C,C,T,T,A,A,G,思考？,DNA,连接酶连接两个什么样的末端，这样的末端,是经几种限制酶切开形成的？,25,类型,二,“分子缝合针”DNA连接酶,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,),26,可把黏性末端之间的,缝隙“缝合”,起来,，,Ecoli DNA,连接酶或,T,4,DNA,连接酶,即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,27,T,4,DNA,连接酶,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,28,DNA,聚合酶,DNA,连接酶,区别,相同点,寻根问底,DNA,连接酶与,DNA,聚合酶是一回事吗,?,为什么,?,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,形成,磷酸二酯键,在,两个,DNA,片段之间,形成磷酸二酯键,DNA,解旋酶作用呢？,29,（三）“分子运输车”载体,3,、种类：,1、需要具备的条件：,（1）,能够在宿主,细胞中复制并稳定存在；,（2）有一个或多个,限制酶切,点,，且每一种的切点最好只有一个，以便与外援基因连接；,（3）有标记基因,，,便于筛选；,（4）,对受体细胞要无害,。,质粒、噬菌体衍生物、动植物病毒等,2、载体的作用,将外源基因送入受体细胞。,常用和最常用的载体分别是？,提示：,假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？,作为载体没有酶切位点将怎样？,目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？,如果载体对受体细胞有害将怎样？,一般来说天然载体往往不能满足要求现在使用的几乎经过改造的。,问题：,1,、常见载体有哪些？,2,、载体如何与目的基因重组在一起？,3,、载体应满足哪些条件？,30,最常用的质粒,大肠杆菌的质粒,试分析其作为载体的优点？,31,小结,基因工程,的工具,限制酶,主要存在于原核生物中,具有专一性,(,识别序列,),切开,DNA,分子的磷酸二酯键,DNA,连,接酶,连接磷酸二酯键,种类,E.coliDNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,运载,工 具,具备的,条件,能在宿主细胞中自我复制并,稳定存在,具一个,或,多个限制酶切位点,具标记基因,对宿主细胞,无害,质粒、,噬菌体衍生物,、动植物病毒,32,补充,知识点：,1.,原核细胞的基因结构,非编码区,非编码区,编码区,编码区上游,编码区下游,与,RNA,聚合酶结合位点,启动子,终止子,启动子：,位于基因首端一段能与,RNA,聚合酶结合并能起始,mRNA,合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。,终止子：,位于基因的尾端的一段特殊的,DNA,片断，它能阻碍,RNA,聚合酶的移动，并使其从,DNA,模板链上脱离下来，使转录终止。,P11,RNA,聚合酶,:,能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质,.(,以模板转录然后脱落,),33,不能转录为信使,RNA,，不能编码蛋白质。,：能转录相应的信使,RNA,，能编码蛋白质,编码区,非编码区,原核细胞的 基因结构,有调控遗传信息表达的核,苷酸序列，在该序列中，,最重要的是位于编码区上,游的,RNA,聚合酶结合位点。,非编码区,非编码区,编码区,编码区上游,编码区下游,启动子,终止子,34,编码区,非编码区,非编码区,与,RNA,聚合酶,结合位点,内含子,外显子,能够编码蛋白质的序列叫做外显子,不能够编码蛋白质的序列叫做内含子,启动子,终止子,编码区上游,编码区下游,内含子：,外显子：,补充,知识点：,2.,真核细胞的基因结构,35,真核细胞的 基因结构,编码区,非编码区,外显子：能编码蛋白质的序列,内含子：不能编码蛋白质的序列,：有调控作用的核苷酸序列，,包括位于编码区上游的,RNA,聚合酶结合位点等。,非编码序列：,包括非编码区和内含子,36,谢谢！,