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基因工程論文答辯

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基因工程論文答辯

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),基因工程,10/27/2024,1,基因決定性狀(一),青霉菌能產(chǎn)生對(duì)人類有用的抗生素,青霉素,基因決定性狀(二),豆科植物的根瘤能夠固定空氣中的氮,基因決定性狀(三),家蠶能夠吐出蠶絲為人類利用,定向基因改造設(shè)想,設(shè)想一,能否讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮?,能否讓細(xì)菌“吐出”蠶絲?,設(shè)想二,能否讓微生物產(chǎn)生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物?,設(shè)想三,經(jīng)過多年的努力,科學(xué)家于20世紀(jì)70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術(shù),基因工程。,基因工程概念,基因工程:,在生物體外,通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”,對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合,然后導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行無性繁殖,使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá),產(chǎn)生出所需要的基因產(chǎn)物。,基因工程的別名,基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù),操作環(huán)境,生物體外,操作對(duì)象,基 因,操作水平,DNA分子水平,基本過程,剪切拼接導(dǎo)入表達(dá),結(jié)果,人類需要的基因產(chǎn)物,基因工程過程示意圖,從細(xì)胞中分離出DNA,限制酶截取DNA片斷,分離大腸桿菌中的質(zhì)粒,DNA重組,用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因,基因工程操作的工具,將目的基因片斷從人體細(xì)胞內(nèi)提取,,需要基因的剪刀,限制性內(nèi)切酶。,將目的基因與運(yùn)載體,DNA,連接,,需要基因的針線,DNA,連接酶。,將目的基因運(yùn)入大腸桿菌,,需要基因的運(yùn)輸工具,運(yùn)載體。,限制性內(nèi)切酶,分布:,主要在微生物中。,特點(diǎn):,特異性,即識(shí)別特定核苷酸序列,切割特定切點(diǎn)。,結(jié)果:,產(chǎn)生黏性未端(堿基互補(bǔ)配對(duì))。,舉例,:,大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別,GAATTC,序列,并在,G,和,A,之間切開。,一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特定的切割點(diǎn)上將DNA 分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。,DNA連接酶,連接酶的作用,:,將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來,使之成為一個(gè)完整的,DNA,分子。,連接的部位,:,磷酸二酯鍵,不是氫鍵。,運(yùn)載體,作用:,將外源基因送入受體細(xì)胞。,條件:,能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。,具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)。,具有某些標(biāo)記基因,種類:,質(zhì)粒,、噬菌體和動(dòng)植物病毒。,要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá),首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去。能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是,運(yùn)載體,。,質(zhì)粒的特點(diǎn),細(xì)胞染色體外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子;,質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體;,最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒;,存在于許多細(xì)菌及酵母菌等生物中;,質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無影響;,質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。,基因操作的基本步驟,提取目的基因,目的基因與運(yùn)載體結(jié)合,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,目的基因的檢測(cè)和表達(dá),提取目的基因,將需要的基因從供體生物的細(xì)胞內(nèi)提取出來。,取 出DNA,用限制酶切斷DNA,目前被較廣泛提取使用的目的基因有:蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。,提取目的基因的方法(一),直接分離基因,鳥槍法,將供體生物的DNA用限制酶切割為許多片段,再用運(yùn)載體將這些片段都運(yùn)載到受體生物的不同細(xì)胞中去。只要有一個(gè)細(xì)胞獲得了需要的目的基因并得以表達(dá),基因工程就算成功了。,該法最大的缺點(diǎn)是帶有很大的盲目性,工作量大,成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。,用限制酶切成許多片斷,提取目的基因的方法(二),人工基因合成法,逆轉(zhuǎn)錄法:以信使,RNA,為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成,DNA(,基因,),。,直接合成法:根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使,RNA,核苷酸順序,再據(jù)此推算出基因,DNA,的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。,DNA合成儀,PCR擴(kuò)增儀,目的基因與運(yùn)載體結(jié)合,用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口,將目的基因插入切口處,讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后,在連拉酶的作用下連接形成,重組,DNA,分子,。,提取質(zhì)粒并用限制酶切割,用連接酶將目的基因和質(zhì)粒連接,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并擴(kuò)增,基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。,導(dǎo)入受體細(xì)胞常用的方法是借鑒細(xì)菌或者病毒侵染細(xì)胞的途徑。通常還要對(duì)一些受體細(xì)胞進(jìn)行增大通透性的處理。,目的基因可以隨著受體細(xì)胞進(jìn)行快速的繁殖,在很短的時(shí)間內(nèi)獲得大量的基因。,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,將受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增,目的基因的檢測(cè)和表達(dá)(一),前三步的處理十分繁鎖,為保證目的基因得到有效利用,通常用大量的受體細(xì)胞來接受不多的目的基因。這樣,處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少,必須將它從中檢測(cè)出來。,細(xì)菌的檢測(cè),將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落,檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落,保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。,無表達(dá)產(chǎn)物,無表達(dá)產(chǎn)物,有表達(dá)產(chǎn)物,無表達(dá)產(chǎn)物,目的基因的檢測(cè)和表達(dá)(二),多細(xì)胞生物的檢測(cè),將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育成完整個(gè)體,檢測(cè)這些個(gè)體是否攝入目的基因,攝入的基因是否表達(dá)(是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀)。淘汰無變化的個(gè)體,保留有相應(yīng)變化的個(gè)體進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。,例:用棉鈴飼喂棉鈴蟲,如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀,說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達(dá)。如蟲吃后中毒死亡,則說明攝入了抗蟲基因并得到表達(dá)。,The End,王光磊05610108,

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