文档介绍：选修三复****提纲专题1   基因工程
一、基因工程:指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,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。不同生物DNA的基本单位、空间结构、碱基配对方式都相同,故不同生物DNA能够重组。原理是基因重组。
二、基因工程的基本工具 1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
①来源:主要从原核生物中分离纯化出来。②功能:能识别特定双链DNA的核苷酸序列,并在特定位点切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键。大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。③结果:产生的DN***段末端有黏性末端和平末端两种形式。
2、“分子缝合针”——DNA连接酶,缝合两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
①分类:根据酶来源的不同,可分为E·coliDNA连接酶和T4 DNA连接酶两类。
②作用:将两个DN***段连接成重组DNA。E•coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能连接黏性末端;T4 DNA连接酶能连接两种末端,但连接平末端的效率较低。
3、“分子运输车”——载体,携带目的基因进入受体细胞。
①特点:a、能在受体细胞中自我复制并稳定保存。b、有一至多个限制酶切割位点,供外源DN***段插入。c、有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。d、对受体细胞无害。
②种类:质粒(核外能自我复制的小型双链环状DNA)、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
三、基本操作程序第一步:目的基因的获取 1、目的基因主要是指编码蛋白质的基因。
2、目的:有了目的基因才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。
3、获取方法:①从基因文库中获取目的基因。②PCR技术扩增目的基因。③人工合成法:反转录法(mRNA反转录形成双链DNA)和化学合成法(已知蛋白质氨基酸序列化学合成DNA)。
4、注意:①基因文库包括基因组文库(某生物的所有基因,有启动子和内含子)和部分基因文库(某生物的部分基因,如cDNA文库,无启动子和内含子)。②cDNA指以mRNA为模板反转录产生的互补DNA。③反转录和逆转录没有本质区别,不过反转录在人工条件下实现,逆转录在生物体内发现。④PCR是聚合酶链式反应的缩写,是一种体外复制特定DN***断的核酸合成技术。原理:DNA双连复制。条件:模板、2种引物、TaqDNA聚合酶、四种游离的脱氧核苷酸。结果:呈指数形式扩增。过程:每一次循环包括变性、复性、延伸。
第二步:基因表达载体的构建-------基因工程的核心
1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
①启动子:是一段有特殊结构的DN***段,位于基因首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,启动转录过程。②终止子:是一段有特殊结构的DN***段,位于基因尾端,终止转录过程。③标记基因:鉴别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。
3、方法:同一种限制酶分别切割载体和含有目的基因的DNA分子,用DNA连接酶把两者连接。
第三步:将目的基因导入受体细胞
1、转化:指目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2、常用方法:①导入植物细胞:农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。常用受体细胞是体细胞。采用最多的方法:农