dna重组技术的基本工具-ppt
44页1、设想一,能否培养出具有抗虫 性状的抗虫棉呢?,胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能从猪、牛等动物的胰腺中提取,产量低成本高。 而微生物生长迅速,容易控制。于是科学家设想,若能将人的胰岛素基因导入微生物体内,并得以表达,就不仅能解决产量问题,还能大大降低生产成本,使药品价格大幅下降。,设想二,能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物?,这些定向改造基因 的设想能实现吗?,经过多年的努力,科学家终于在20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术 基因工程,抗虫棉,蓝色玫瑰,能生产胰岛素的大肠杆菌,转基因鼠,能发荧光的转基因猪,基因工程得以实现的理论基础: (1)所有生物DNA的化学组成和结构相同。(为不同种生物DNA拼接成功提供物质基础) (2)所有生物共用一套遗传密码子。(为某生物的基因能够在其他生物细胞内正常指导蛋白质合成提供可能。),都是以4种脱氧核苷酸为基本单位,都是双螺旋结构,基因工程的概念,基因工程: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,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
2、设计和施工的,因此又叫作DNA重组技术或基因拼接技术。,基因拼接技术或DNA重组技术,生物体外,基因,DNA分子水平,获得人类需要的基因产物,剪切, 拼接, 导入, 表达,基因重组,基因工程的概念,基因工程培育抗虫棉的简要过程:,抗虫棉的培育有哪些关键步骤?,解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具?,DNA 重组技术的基本工具,本节知识内容,1 DNA重组技术的基本工具,专题一 基因工程,“分子手术刀” 限制酶,“分子缝合针” DNA连接酶,“分子运输车” 基因进入受体细胞的载体,识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列,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。,主要是原核生物,4000种。,1、来源:,2、种类:,3、作用:,4、结果:,形成两种末端,一、 “分子手术刀” 限制性核酸内切酶,脱氧核苷酸的结构,G,A,3,5-磷酸二酯键,3端,5端,3端,5端,磷酸二酯键,18,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
3、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。,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。,限制性内切酶作用过程,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,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
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