基因工程与蛋白质工程.pptx

基因工程与蛋白质工程
基因工程
基因工程是指按照人们的意愿,通过体外DNA重组和转基因技术,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA 水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。
基因工程的基本工具:限制酶、 DNA连接酶、运载体
1.“分子手术刀”限制酶
来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
具有专一性
2.“分子缝合针”DNA连接酶
(1)功能:缝合
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
:常见的是质粒、噬菌体、动植物病毒
(1)运载体具备的条件:
①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是质粒,它是一种有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其它载体: 噬菌体、动植物病毒
基因工程的基本操作步骤
第一步:目的基因的提取
第二步:重组载体的构建
目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用
组成:目的基因+标记基因标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。
第三步:将目的基因导入受体细胞
常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞,采用最多的方法是农杆菌转化法,其次还有基因枪法和花粉管通道法等。受体细胞可以是卵细胞(受精卵)、体细胞(经组织培养成为完整个体)
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。
将目的基因导入微生物细胞:用氯化钙处理大肠杆菌。
重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
(1) 农杆菌转化法:
目的基因插入Ti质粒的T-DNA→农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和表达
(2)显微注射法:
目的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→新性状动物
(3) Ca2-处理细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
第四步:目的基因的检测和表达
,方法是采用 DNA分子杂交技术。
,方法是采用用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交。
。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
在整个基因工程中,只有将目的基因导入受体细胞过程中不发生碱基互补配对,其他步骤均发生配对
基因工程的应用
:抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。
:提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
:把正常的外源基因导入病人体内,使该基因表达产物发挥作用。
:自从美国1977年第一次用改造的大肠杆菌生产出有活性的人的生长激素释放抑制素以来,现已研制成功的基冈工程药物有几十种、,如已上市的人的生长激素、胰岛素、干扰素、尿激酶原、超氧化物歧化酶等。