第九章基因工程和基因组学
第九章 基因工程和基因组学
第一节基因工程 遗传工程广义;细胞工程、染色体工程 细胞器工程、基因工程 狭义:基因工程 、基因工程概述 基因工程是20世纪70年代初随着DNA重 组技术的发展应运而生的一门新技术
第一节 基因工程 遗传工程广义：细胞工程、染色体工程 细胞器工程、基因工程 狭义：基因工程 一 、基因工程概述 基因工程是20世纪70年代初随着DNA重 组技术的发展应运而生的一门新技术
1982年经美国食品及药物管理局批准 采用基因工程方法在细菌中表达生 产的人的胰岛素进入市场,成为基因 工程产品直接造福于人类的首例 1985年转基因植物获得成 →1996年克隆羊诞生。 现在,人类已利用这一技术改造和创 建新的生命形态、生产药品、疫苗、 牛奶和食品,诊断和治疗遗传疾病
→1982年经美国食品及药物管理局批准 ，采用基因工程方法在细菌中表达生 产的人的胰岛素进入市场，成为基因 工程产品直接造福于人类的首例 →1985年转基因植物获得成功 →1996年克隆羊诞生。 →现在，人类已利用这一技术改造和创 建新的生命形态、生产药品、疫苗、 牛奶和食品，诊断和治疗遗传疾病
1.从细胞和组织中分离DNA 2.利用限制性内切核酸酶酶切DNA分子,制备 DNA片段。 3.将酶切的DNA片段与载体DNA连接,构建重组 DNA分子。 4.将重组DNA分子导入宿主细胞后,在细胞内 复制,产生克隆( clones)。 5.重组DNA能随宿主细胞的分裂而分配到子细 胞,使子代群体细胞均具有重组DNA分子 6.能从宿主细胞中回收、纯化和分析克隆的重 组DNA分子。 7.克隆的DNA能转录成皿RNA、翻译成蛋白质。 能分离、鉴定基因产物
1.从细胞和组织中分离DNA。 2.利用限制性内切核酸酶酶切DNA分子，制备 DNA片段。 3.将酶切的DNA片段与载体DNA连接，构建重组 DNA分子。 4.将重组DNA分子导入宿主细胞后，在细胞内 复制，产生克隆(clones)。 5.重组DNA能随宿主细胞的分裂而分配到子细 胞，使子代群体细胞均具有重组DNA分子。 6.能从宿主细胞中回收、纯化和分析克隆的重 组DNA分子。 7.克隆的DNA能转录成mRNA、翻译成蛋白质。 能分离、鉴定基因产物
二、限制性内切核酸 跟制酶:作用于特定(异)核苷 酸序列的磷酸二脂 是遗传工程的工具酶 目前已分离和鉴定出200多种不 同的限制酶
二、限制性内切核酸酶 限制酶：作用于特定（异）核苷 酸序列的磷酸二脂酶， 是遗传工程的工具酶 目前已分离和鉴定出200多种不 同的限制酶
限制性酶据其作用特点可分为两类: 第I类:每隔一段DNA序列随机切割 双链DNA分子,没有序列特异性。很 少在基因工程中应用。 第Ⅱ类:能识别一段特异的DNA序列 准确地酶切双链DNA的特异序列。 基因工程中广泛应用
限制性酶据其作用特点可分为两类: 第Ⅰ类: 每隔一段DNA序列随机切割 双链DNA分子，没有序列特异性。很 少在基因工程中应用。 第Ⅱ类: 能识别一段特异的DNA序列 ，准确地酶切双链DNA的特异序列。 基因工程中广泛应用
5′ GAATTO=3 GAATTC 3 CTTaaG 5 3 CTTAAG 35 53 G AATTC 回纹序列 G 二 3 CTTAA 5 5 GaatTc 3 3-CTTAAG--5 图9-1限制性内切酶 ECoRI的酶切位点及酶切产物连接
图 9－1 限制性内切酶EcoRI的酶切位点及酶切产物连接 G CTTAA 5´ 3´ GAATTC CTTAAG 5´ 3´ 3´ 5´ GAATTC CTTAAG 5´ 3´ 3´ 5´ AATTC G 5´ 3´ AATTC TTAAG 5´ G 3´ C 5´ 3´ a b 回纹序列
5- CCCGGO一3 3 GGGCCC--5 平齐末端 3=c66868二3 图9-2限制性内酶Sma的识别及酶切位点
图 9－2 限制性内切酶SmaI的识别及酶切位点 CCCGGG GGGCCC 5 CCC GGG GGG CCC , 3 , 3 , , 5 , 5 , 5 平齐末端
三、载体 经限制性酶酶切的DNA片段或基因 必需与适合的载体DNA连接构成重组 DNA后,才可以高效率地进入宿主细 胞。并在其中复制、扩増、克隆 可作为DNA载体的有质粒、噬菌 体、病毒、细菌或酵母菌人工染 色体BAC、YAC等
三、载体 经限制性酶酶切的DNA片段或基因， 必需与适合的载体DNA连接构成重组 DNA后，才可以高效率地进入宿主细 胞，并在其中复制、扩增、克隆 可作为DNA载体的有质粒、噬菌 体、病毒、细菌或酵母菌人工染 色体BAC、YAC等
作为敢体,卿具备4个条件 1.具复制原点。在宿主细胞中能独立复制 ,能带动携带的外源DNA片段复制。 2.具有多克隆位点,即具有多种限制酶切 京,每一种酶的切点只有一个,用于克 隆外源DNA片段。 3.至少具有一个选择标记基因。这个基因 是抗菌素的抗性基因或某种酶的基因 而宿主细胞则没有这种基因,使有或元 就体的宿主细胞具有易鉴别的表型。 4.易从宿主细胞中回收
作为载体，需具备4个条件： 1.具复制原点，在宿主细胞中能独立复制 ，能带动携带的外源DNA片段复制。 2.具有多克隆位点，即具有多种限制酶切 点，每一种酶的切点只有一个，用于克 隆外源DNA片段。 3.至少具有一个选择标记基因，这个基因 是抗菌素的抗性基因或某种酶的基因， 而宿主细胞则没有这种基因，使有或无 载体的宿主细胞具有易鉴别的表型。 4.易从宿主细胞中回收