1.1DNA*技术的基本工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)方式:当限制酶在它识别序列的中心轴线(图中虚线)两侧将DNA的两条链分别切开时,产生黏性末端,当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生平末端。
平末端
(4)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端有两种形式:黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。
3.“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体
(1)常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(2)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(如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因),供*DNA的鉴定和选择。
(3)其它载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
1.2基因工程的基本操作程序
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
一:目的基因的获取
1.目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因 。
2.从基因文库中获取目的基因
基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。
基因组文库:含有某种生物全部基因的基因文库称为基因组文库。
部分基因文库:含有一种生物的一部分基因的基因文库称为部分基因文库,如cDNA文库。
获取目的基因需要的信息:基因的核苷酸序列;基因的功能;基因在染色体的位置;基因的转录产物mRNA;以及基因表达产物蛋白质。
3.PCR技术扩增目的基因
(1)PCR的含义:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
(2)目的:获取大量的目的基因
(3)原理:DNA双链复制
(4)过程:第一步:加热至90~95℃,DNA解链为单链;
第二步:冷却到55~60℃,引物与两条单链DNA结合;
第三步:加热至70~75℃,Taq酶从引物起始进行互补链的合成。
(5)特点:指数(2n)形式扩增
二、基因表达载体的构建(核心)
1.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。
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DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,它能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
(2)终止子:
是一段有特殊结构的DNA片段 ,位于基因的尾端,是转录在需要的地方停下来。
(3)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。如抗生素基因。
三、将目的基因导入受体细胞
1.转化的概念:
是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。
将目的基因导入动物细胞: