




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
基因工程和基因組學
第一節基因工程(GeneticEngineering)
基因工程概述
限制性內切核酸酶
載體
基因的分離與鑒定
基因工程的應用
基因工程概述★遺傳工程廣義狹義:細胞工程、染色體工程、細胞器工程等基因工程★1、概念:
是指將一種或多種生物體(供體)的基因與載體在體外進行拼接重組,然后轉入另一種生物體(受體)內,使之按照人們的意愿遺傳并表達出新的性狀。
基因工程概述也稱為DNA重組技術(DNARecombination)、或分子克隆(Molecularcloning)★2、誕生:
1971年,美國Smith,H.O.
等分離出一種限制性酶,可酶切病毒的DNA分子;
1972年:Berg,P.
等實現不同酶切DNA片段的體外連接;
1973年:Cohen,s.等將體外重組的DNA
轉入大腸桿菌細胞并得以表達。
基因工程概述★3、基本過程:
基因工程概述⑴從供體細胞中分離出目的基因;(簡稱“切”)⑵用DNA連接酶將含有外源基因的DNA片斷接到載體上,形成DNA重組分子(“接”);⑶借助細胞轉化手段將DNA重組分子導入受體細胞(“轉”);★3、基本過程:
基因工程概述⑷培養轉化細胞,以擴增DNA重組分子,使其整合到受體細胞的基因組中(“增”);⑸鑒定轉化細胞,獲得外源基因高效表達的細胞(“檢”);由此可見,基因工程的操作過程可簡化為:“切、接、轉、增、檢”目的基因與載體連接(DNA分子重組)DNA分子重組目的基因導入受體二限制性內切核酸酶
★限制性內切核酸酶或限制性酶:
(restrictionenzymes)
在細菌中此酶的功能是降解外來DNA分子,以限制(restriction)或阻止病毒侵染。該類能識別雙鏈DNA分子中一段特異的核苷酸序列,并將雙鏈DNA分子切斷。二限制性內切核酸酶
★限制性酶據其作用特點,可分為兩類。
⑴第Ⅰ類限制性酶:每隔一段DNA序列隨機切割雙鏈
DNA分子,沒有序列特異性。
⑵第Ⅱ類限制性酶:能識別一段特異的DNA序列,準確地酶切雙鏈DNA的特異序列。其識別的序列是對稱的,即在一條鏈中從5’到3’方向的序列,與其互補鏈從5’到3’方向的序列完全相同。這種序列稱為回紋對稱序列(palindrome)。三載體
一個DNA片段只有與適合的載體(vector)DNA連接構成重組DNA后,在載體DNA的運載下,才可以高效率地進入宿主細胞(hostcell),并在其中復制、擴增、克隆出多個拷貝。可作為DNA載體的有質粒、噬菌體、病毒、細菌或酵母菌人工染色體(BAC、YAC)等。三載體
★作為載體DNA分子,需具備四個條件:⑴具復制原點(ori),
能攜帶的外源DNA片段獨立地自我復制;⑵具有多克隆位點,即具有多種限制性酶的切點,用于克隆外源DNA片段;⑶至少具有一個選擇標記基因;⑷易從宿主細胞中回收。
1.細菌質粒◆質粒是細菌細胞內獨立于細菌染色體而自然存在的、能自我復制、易分離和導入的環狀雙鏈DNA分子。☆這些質粒的適應范圍廣,拷貝數多。進入宿主細胞復制后,每個細胞的質粒拷貝數可高達1000個。2.λ噬菌體
3.柯斯質粒
4.穿梭載體
5.細菌人工染色體
6.酵母人工染色體7.Ti質粒及其衍生載體
四基因的分離與鑒定(一)從基因庫中分離基因(二)聚合酶鏈式反應(PCR)擴增基因(三)人工合成基因
五基因工程的應用
(一)基因工程工業(二)植物基因工程(三)轉基因動物(四)遺傳疾病診斷(一)基因工程藥物◆胰島素的人工生產(二)植物基因工程根癌農桿菌介導的植物轉化◆植物基因轉化:是指將外源基因轉移到植物細胞內、并整合到植物基因組中穩定遺傳和表達的過程。◆根癌農桿菌介導的植物轉化2.基因槍轉化技術◆通過高壓氣體等動力,高速發射包裹有重組DNA的金屬顆粒,將目的基因直接導入受體細胞,并整合到染色體上的方法。◆此法已廣泛用于轉化水稻、小麥、玉米、大豆等主要作物。(三)轉基因動物
與轉基因植物相比,轉基因動物的發展要慢些。
◆例如,利用轉基因羊大量表達人類的抗胰蛋白酶。◆將人的抗胰蛋白酶α-1基因克隆在羊奶產生相關基因啟動子的下游,這種啟動子僅在乳腺細胞中表達,使羊奶中含有大量有功能的人類抗胰蛋白酶;◆可利用家禽作為生物反應器,生產人類大量需要的重要蛋白質。大象的生長基因轉到豬身上(四)遺傳疾病診斷(五)基因治療◆利用基因工程技術,將特異基因導入并整合到具有遺傳缺陷的患者的基因組中,以治療遺傳疾病的方法,通常叫做基因治療(genetherapy)。◆目前最常用的方法是利用病毒DNA作載體,構建重組DNA分子,用病毒包裝物包裝后形成的重組去毒病毒感染患者的細胞,將正常基因整合到染色體上。
第二節基因組學
◆基因組學(genomics):是遺傳學研究進入分子水平后發展起來的一個分支,主要研究生物體全基因組(genome)的分子特征。◆特點:是以基因組為研究單位,而不是以單個基因,◆目標:是認識基因組的結構、功能及進化,弄清基因組包含的全部遺傳信息及相互關系,為最終充分合理利用各種有效資源,預防和治療人類遺傳疾病提供科學依據。㈠構建基因組的遺傳圖譜
(geneticmap);㈡構建基因組的物理圖譜
(physicalmap);㈢測定基因組DNA的全部序列;㈣構建基因組的轉錄本圖譜;㈤分析基因組的功能。
基因組學的重要組成部分是基因組計劃(genomeproject),大體上可分為:◆人類基因組計劃(humangenomeproject,HGP):◆水稻基因組計劃(ricegenomeproject,RGP)◆模式生物基因組計劃:如酵母、線蟲、果蠅、小鼠、家豬、擬南芥一基因組圖譜的構建鳥槍射擊法(shotgun)基因組序列測定㈠遺傳圖譜的構建㈡物理圖譜的構建一基因組圖譜的構建
(一)遺傳圖譜的構建
圖譜標記圖譜構建中需要可以鑒別的標記(marker),在構建遺傳圖譜中,可用基因和DNA作為標記。(1)基因標記
(2)DNA標記(二)物理圖譜的構建擬南芥人類部分染色體物理圖譜E.coli
物理圖譜二基因組圖譜的應用
◆基因定位◆基因組比較分析
◆標記輔助選擇(marker-assistedselection,MAS)◆
基因的克隆與分離三后基因組學
◆后基因組學(post-genomics):是在完成基因組圖譜構建以及全部序列測定的基礎上,進一步研究全基因組的基因功能、基因之間的相互關系和調控機制為主要內容的學科。◆后基因組學主要利用DNA微列陣技術、蛋白質組學、
酵母菌雙雜交系統以及生物信息學等技術相結合,對已知的基因組序列進行研究。
(1)DNA微列陣(DNAmicroarrays)
是利用DNA芯片技術,同時進行大量分子雜交,以分析比較不同組織或器官的基因表達水平,篩選突變基因,從核酸水平分析基因表達模式。這是后基因組學研究中的重要方法之一。三后基因組學
基因芯片發展歷史Southern&NorthernBlotDotBlotMacroarrayMicroarray(2)蛋白質組學蛋白質組學(proteomics)是從蛋白質水平來研究基因組的基因表達,分析基因組的蛋白質類型、數量、空間結構變異以及相互作用的機制。在蛋白質分析中,目前主要利用奧佛諾(O¢Farrel,1975)發明的據蛋白質的等電點和分子量分析蛋白質的雙向電泳技術,來分析蛋白質組(proteomes),四生物信息學
生物信息學(bioinformatics)是:
利用計算機貯存原始資料,分析生物信息,將DNA芯片以及蛋白質雙向電泳結果轉變成為可讀的遺傳學信息的學科。是將現代生物技術與計算機科學結合,收集、加工和處理生物資料。PubMedEntrezBLASTOMIMBooksTaxBrowserStructure
SiteMap
GuidetoNCBIresources
AboutNCBI
Anintroductionforresearchers,educatorsandthepublic
GenBank
Sequencesubmissionsupportandsoftware
Literaturedatabases
PubMed,OMIM,Books,andPubMedCentral
Moleculardatabases
Sequences,structures,andtaxonomy
Genomicbiology
Thehumangenome,wholegenomes,andrelatedresources
Tools
Datamining
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025屆四川省眉山一中辦學共同體化學高一下期末質量跟蹤監視模擬試題含解析
- 供電公司外委管理辦法
- 虛擬展覽技術-洞察及研究
- DeepSeek與區塊鏈技術推動大灣區港群一體化發展
- 智慧教室材料管理辦法
- 養蜂管理辦法(試行)
- 村級資金使用管理辦法
- 公司內部招待管理辦法
- 農村便利設施管理辦法
- 探究《水滸傳》精彩章節
- 毀林毀草違規行為集中整治實施方案
- 日本2025年食品過敏原培訓
- 中新天津生態城教育系統招聘教職人員筆試真題2024
- GB/T 45817-2025消費品質量分級陶瓷磚
- DB37∕T 5302-2024 既有城市橋梁現場檢測及承載能力評估技術標準
- 安徽省池州市貴池區2024-2025學年八年級下學期數學期末檢測試卷(含答案)
- 正畸接診標準化流程
- 中心靜脈壓(CVP)監測與護理
- 酒店前臺接待禮儀與溝通技巧練習題
- 床上用品采購 投標方案
- 口腔工藝管理課件
評論
0/150
提交評論