基因工程的工具公开课

基因工程是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切→拼接→导入→表达结果人类需要的基因产物(定向)基因工程的产物：多彩小鱼转基因小鼠转基因小猪辣椒香蕉蓝色玫瑰黑籽番茄（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。1.作用：（一）限制性核酸内切酶——“分子手术刀”具有特异性。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，2.作用特点：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。限制酶的识别序列：（一）限制性核酸内切酶——“分子手术刀”回文序列中轴线在G与A之间切割EcoRI限制酶的作用大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ），专门识别DNA分子中含有“GAATTC”这样的序列，一旦找到就从G和A之间剪断。黏性末端黏性末端EcoRI限制酶的切割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。产生黏性末端或平末端3.结果：（一）限制性核酸内切酶——“分子手术刀”4.切割对象：目的基因和运载体质粒目的基因•要想获得某个目的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？一个目的基因有几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端，两个。•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？会产生相同的末端。思考题：5.来源现在已经从约300种微生物中分离出了约4000种限制性内切酶(限制酶)。寻根问底•你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是是什么吗？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。（二）“分子缝合针”——DNA连接酶①作用:②作用原理：催化磷酸二酯键形成把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来。（二）“分子缝合针”——DNA连接酶将外源基因送入受体细胞。(三)基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”①载体的作用：质粒λ噬菌体的衍生物动植物病毒等②载体的种类：大肠杆菌结构模式图DNA质粒载体结构模式图目的基因插入位点氨苄青霉素抗性基因复制原点一个至多个限制酶切割位点有标记基因可以复制对受体细胞无害真正被用作载体的质粒，都是进行过人工改造的。载体需要具备的条件将含有目的基因的DNA与经特定的酶切后的载体（质粒）进行连接形成重组DNA，重组DNA可能有几种？思考结果分析：单纯用EcoRⅠ限制酶切割，再连接后的产物有：（1）目的基因与质粒连接的产物（2）目的基因与目的基因连接的产物（3）质粒与质粒连接的产物（4）目的基因自身环化的产物（5）质粒自身环化的产物√思考：如何避免质粒和目的基因的自身环化和随意连接？？用不同限制酶切割目的基因和质粒