現代生物科技專題,1.2基因工程的基本操作程序,目的基因的獲取,基因表達載體的構建,將目的基因導入受體細胞,基因工程操作的動畫,目的基因的表達和檢測,基因工程的基本操作程序,什么叫基因？,基因有遺傳效應的DNA片段。,什么叫遺傳效應？,遺傳效應能轉錄為mRNA，繼而翻譯為蛋白質；能轉錄為核糖體RNA；能轉錄為轉運RNA。,基因工程的目的基因從供體轉移到受體的基因。,與生物抗逆性相關的基因與優良品質相關的基因與生物藥物和保健品相關的基因與毒物降解相關的基因與工業所需酶相關的基因具有調控作用的因子,？,1、獲取目的基因的方法有哪些？2、什么叫基因文庫，它包括哪些種類？3、用PCR技術擴增基因需要哪些原料？,1、人工合成,2、從基因文庫中獲取,3、利用PCR技術擴增,(基因比較小，序列已知),聚合酶鏈式反應,目的基因的獲取,人工合成目的基因,DNA合成儀,基因文庫的構建,1、某科研小組發現一種新的稀有植物，為了保護基因多樣性的潛在價值，簡述怎樣構建該植物的基因組文庫。,2、某科研小組在深海發現一種強抗寒的魚類,經研究找到了其中的抗寒基因，為了儲存該抗寒基因以備利用，簡述怎樣構建該魚抗寒基因的cDNA文庫。,RNA病毒逆轉錄的過程,逆轉錄酶,DNA聚合酶,?,為什么cDNA文庫中不含啟動子、內含子？,原核細胞的基因結構,編碼區,非編碼區,非編碼區,編碼區上游,編碼區下游,調控遺傳信息的表達(調控序列),原核細胞的基因結構,啟動子.VS.起始密碼/終止子.VS./終止密碼,存在分子：,作用：,DNA(基因),啟動/終止轉錄,mRNA,起始/終止翻譯,mRNA中存在啟動子/終止子的序列嗎？,？,編碼區,非編碼區,非編碼區,外顯子(能編碼蛋白質),啟動子,內含子(不能編碼蛋白質),真核細胞的基因結構,上游,終止子,下游,真核細胞的一個基因的編碼區轉錄出mRNA前體，需把其中的內含子切除，外顯子拼接成成熟mRNA。,(結構基因),逆轉錄,從基因文庫獲取目的基因,根據目的基因的有關信息，如：基因的已知核苷酸序列；基因的功能；基因在染色體上的位置；基因的轉錄產物mRNA；基因的表達產物蛋白質；,利用PCR技術擴增目的基因（聚合酶鏈式反應）,體外擴增DNA,5,3,DNA復制的條件：模板DNA、脫氧核苷酸、解旋酶、引物酶、DNA聚合酶、DNA連接酶,PCR技術,DNA的基本單位核苷酸,核苷酸的衍生物,NDP、NTPdNDP、dNTP,5,3,DNA復制的條件：模板DNA、（dNTP）、解旋酶、引物酶、DNA聚合酶、DNA連接酶,引物,高溫變性,中溫延伸,低溫復性,PCR,加熱變性,退火復性,延伸,PCR循環,PCR技術,PCR反應體系中目的基因成指數(2n)形式擴增,?,1個DNA分子進行PCR擴增,循環4次，理論上至少需要幾個引物？,細胞內復制.VS.PCR擴增,DNA母鏈,4種dNTP,TaqDNA聚合酶,引物（2個snDNA）,溫度控制,1）模板：2）原料：3）酶：,DNA母鏈,4種dNTP,解旋酶DNA聚合酶引物酶DNA連接酶,DNA增殖,4）特點:,半保留復制邊解旋邊復制,(不用DNA連接酶),半保留復制,全解旋再復制,PCR擴增儀,？,1、基因表達載體包括哪些必需組分？2、將目的基因導入植物、動物、微生物細胞的方法分別有哪些？3、目的基因的檢測有哪些方法？,基因表達載體的構建,基因表達除含有目的基因外，還需要以下元件：,啟動子終止子標記基因,將目的基因導入受體細胞,轉化,農桿菌轉化法基因槍法花粉管通道法顯微注射技術感受態法,受體細胞,植物cell,動物cell,原核cell,植物腫瘤,農桿菌轉化法,適用于雙子葉植物裸子植物,適用于單子葉植物,基因槍法,胚珠,花藥,花絲,柱頭,花柱,子房壁,子房,雄蕊,雌蕊,花粉管通道法,適用于被子植物,種子植物,裸子植物,被子植物,雙子葉植物,單子葉植物,:松、柏、杉,:花生、大豆、棉花,:水稻、小麥、玉米,雙子葉植物網狀脈,單子葉植物平行脈,顯微注射技術,目的基因的表達和檢測,接種實驗,抗原抗體雜交法,DNA-RNA分子雜交法,DNA分子雜交法,DNA分子雜交,基因探針，是一段帶有檢測標記，且序列已知的，與目的基因互補的核酸序列。基因探針通過分子雜交與目的基因結合