基因工程知识点超全

基因工程基因工程 一、基因工程的概念一、基因工程的概念 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DNADNA 重组和转基因等技术，赋予生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 DNADNA 分子水平上进行设计和施工的额，因此又叫做分子水平上进行设计和施工的额，因此又叫做 DNADNA 重组技术。重组技术。 基因工程的别名基因工程的别名 操作环境操作环境 操作对象操作对象 操作水平操作水平 基本过程基本过程 基因拼接技术或基因拼接技术或 DNADNA 重组技术重组技术 生物体外生物体外 基因基因 DNADNA 分子水平分子水平 剪切→剪切→ 拼接→拼接→ 导入→导入→ 表达表达 实质（原理）实质（原理）基因重组基因重组 克服远缘杂交不亲和的障碍，克服远缘杂交不亲和的障碍， 定向改造生物的遗传特性定向改造生物的遗传特性 结果改造的方向结果改造的方向 二、基因工程的基本工具二、基因工程的基本工具 1 1、限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶----------“分子手术刀”“分子手术刀” 2 2、、DNADNA 连接酶连接酶----------“分子缝合针”“分子缝合针” 3 3、基因进入受体细胞的载体、基因进入受体细胞的载体----------“分子运输车”“分子运输车” 1 1 ．．““ 分子手术刀分子手术刀”” ————限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （限制酶）（限制酶） （（ 1 1 ）存在：主要存在于）存在：主要存在于原核生物原核生物中。中。 （（ 2 2 ）特性：特异性，一种限制酶只能）特性：特异性，一种限制酶只能 识别一种特定的核苷酸序列，识别一种特定的核苷酸序列，并且能在并且能在 特定的切点上切割特定的切点上切割DNADNA分子。分子。 （（ 3 3 ）切割部位：）切割部位：磷酸二酯键磷酸二酯键 （（ 4 4 ）） 作用：作用：能够识别双链能够识别双链DNADNA分子的分子的 并且使每一条链并且使每一条链某种特定核苷酸序列，某种特定核苷酸序列， 中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸 二酯键断开。二酯键断开。 （（5 5）识别序列的特点：）识别序列的特点： 6 6 ））（（切割后末端的种类：切割后末端的种类：DNADNA分子经限分子经限 制酶切割产生的制酶切割产生的DNADNA片段末端通常有两片段末端通常有两 种形式种形式————黏性末端黏性末端和和 平末端平末端。。当限制酶当限制酶 在它识别序列的在它识别序列的中轴线两侧中轴线两侧将将DNADNA的两的两 条链分别切开时，条链分别切开时，产生的是黏性末端，产生的是黏性末端，而而 当限制酶在它识别序列的当限制酶在它识别序列的中轴线处中轴线处切开切开 时，产生的则是平末端。时，产生的则是平末端。 种类种类 来源来源 功能功能 特性特性 2 2．． “分子缝合针”“分子缝合针”————DNADNA 连接酶连接酶 （（1 1）作用：将限制酶切割下来的）作用：将限制酶切割下来的 DNADNA 片段拼接成片段拼接成 DNADNA 分子。分子。 （（2 2）类型）类型 4 4 4 4 相同点：都连接磷酸二酯键相同点：都连接磷酸二酯键 3 3．．“ “分子运输车分子运输车”——”——载体载体 (1)(1)载体具备的条件：载体具备的条件： ①能在受体细胞中复制并稳定保存。①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一个至多个限制酶切点，供外源②具有一个至多个限制酶切点，供外源 DNADNA 片段插入。片段插入。 ③具有标记基因，供重组③具有标记基因，供重组 DNADNA 的鉴定和选择。的鉴定和选择。 (2)(2)最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制 能力的双链环状能力的双链环状 DNADNA 分子。分子。 (3)(3)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。 (4)(4)载体的作用载体的作用: : ①作为运载工具，将目的基因送入受体细胞。①作为运载工具，将目的基因送入受体细胞。 ②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 【解题技巧】【解题技巧】 (1)(1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (2)(2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性 失活。失活。 (3)(3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。 (4)(4)获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生 4 4 个黏性末端或平末端。个黏性末端或平末端。 (5)(5)不同不同 DNADNA 分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个 DNADNA 分子用不同的限制酶分子用不同的限制酶 切割，产生的黏性末端一般不相同。切割，产生的黏性末端一般不相同。 (6)(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。 (7)(7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是基因工程中的载体是 DNADNA 分子，分子，能将目的能将目的 E E··colicoliDNADNA 连接酶连接酶 大肠杆菌大肠杆菌 T T DNADNA 连接酶连接酶 T T 噬菌体噬菌体 只能将双链只能将双链 DNADNA 片段互补片段互补缝合两种末端，但缝合两种末端，但 的黏性末端之间的磷酸二的黏性末端之间的磷酸二连接平末端之间的连接平末端之间的 酯键连接起来酯键连接起来效率较低效率较低 基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。 (8)(8)基因工程中有基因工程中有 3 3 种工具，但工具酶只有种工具，但工具酶只有 2 2 种。种。 例例 1 1．限制酶．限制酶 MunMunⅠ和限制酶Ⅰ和限制酶 EcoEcoR RⅠ的识别序列及切割位点分别是－Ⅰ的识别序列及切割位点分别是－ C C↓↓AATTGAATTG－和－－和－G G↓↓ AATTCAATTC－。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制酶的识别位点，质粒的阴－。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制酶的识别位点，质粒的阴 影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是（影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是（）