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1、关于核酸的生物合成课件第一页，本课件共有58页遗传信息传递的遗传信息传递的 中心法则中心法则蛋白质蛋白质翻译翻译转录转录逆转录逆转录复制复制复制复制DNARNA生生物物的的遗遗传传信信息息以以密密码码的的形形式式储储存存在在DNA分分子子上上，表表现现为为特特定定的的核核苷苷酸酸排排列列顺顺序序。在在细细胞胞分分裂裂的的过过程程中中，通通过过DNA复复制制把把亲亲代代细细胞胞所所含含的的遗遗传传信信息息忠忠实实地地传传递递给给两两个个子子代代细细胞胞。在在子子代代细细胞胞的的生生长长发发育育过过程程中中，这这些些遗遗传传信信息息通通过过转转录录传传递递给给RNA，再再由由RNA通通过过翻翻译译
2、转转变变成成相相应应的的蛋蛋白白质质多多肽肽链链上上的的氨氨基基酸酸排排列列顺顺序序，由由蛋蛋白白质质执执行行各各种种各各样样的的生生物物学学功功能能，使使后后代代表表现现出出与与亲亲代代相相似似的的遗遗传传特特征征。后后来来人人们们又又发发现现，在在宿宿主主细细胞胞中中一一些些RNA病病毒毒能能以以自自己己的的RNA为为模模板板复复制制出出新新的的病病毒毒RNA，还还有有一一些些RNA病病毒毒能能以以其其RNA为为模模板板合合成成DNA，称称为为逆转录逆转录这是中心法则的补充。这是中心法则的补充。中中心心法法则则总总结结了了生生物物体体内内遗遗传传信信息息的的流流动动规规律律，揭揭示示遗遗传
3、传的的分分子子基基础础，不不仅仅使使人人们们对对细细胞胞的的生生长长、发发育育、遗遗传传、变变异异等等生生命命现现象象有有了了更更深深刻刻的的认认识识，而而且且以以这这方方面面的的理理论论和和技技术术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。第二页，本课件共有58页目目 录录第四节第四节 基因工程及分子生物学技术简介基因工程及分子生物学技术简介第一节第一节 DNA的生物合成的生物合成第二节第二节 RNA的生物合成的生物合成第三节第三节 核酸合成的抑制剂核酸合成的抑制剂第三页，本课件共有58页第一节第一节 DNA的生物合成
4、的生物合成一、DNA的复制的复制（DNA指导下的指导下的DNA合成合成）三、DNA突变突变四、DNA的损伤与修复的损伤与修复二、逆转录作用（逆转录作用（RNA指导下的指导下的DNA的合成）的合成）第四页，本课件共有58页一、一、DNA的半保留复制的半保留复制1、概念和实验依据概念和实验依据 2、原核生物原核生物DNA聚合反应有关的酶类聚合反应有关的酶类 3、原核细胞、原核细胞DNA的复制的起始点和方式的复制的起始点和方式5、DNA复制的忠实性复制的忠实性6、真核细胞、真核细胞DNA的复制的复制 4、原核细胞、原核细胞DNA的复制过程（半不连续复制）的复制过程（半不连续复制）第五页，本课件共有5
5、8页DNA的半保留复制的的半保留复制的概念概念 DNA在复制时，两条链在复制时，两条链解开分别作为模板，在解开分别作为模板，在DNA聚合酶的催化下按碱基互补的聚合酶的催化下按碱基互补的原则合成两条与模板链互补的原则合成两条与模板链互补的新链，以组成新的新链，以组成新的DNA分子。分子。这样新形成的两个这样新形成的两个DNA分分子与亲代子与亲代DNA分子的碱基顺分子的碱基顺序完全一样。由于子代序完全一样。由于子代DNA分分子中一条链来自亲代，另子中一条链来自亲代，另一条链是新合成的，这种一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制复制方式称为半保留复制。第六页，本课件共有58页原核生物原核生物D
6、NADNA聚合反应有关的酶类聚合反应有关的酶类（1）DNA聚合酶聚合酶(DNA polymetases)（2 2）引物酶引物酶(peimase)(peimase)和引发体和引发体(primosome)(primosome)：启动：启动RNARNA引物链的合成引物链的合成。(3(3）DNADNA连接酶（连接酶（DNA ligaseDNA ligase）（4 4）DNADNA解链酶解链酶(DNA helicase)(DNA helicase)(5(5）单链结合蛋白单链结合蛋白(single-strand(single-strand binding protein,binding protein,S
7、SBSSB)：结合在解开：结合在解开的的DNADNA单链上，防止重新形成双螺旋。单链上，防止重新形成双螺旋。(6(6）拓扑异构酶拓扑异构酶(topoisomerase):(topoisomerase):兼具内切酶和兼具内切酶和连接酶活力，能迅速将连接酶活力，能迅速将DNADNA超螺旋超螺旋或双螺旋紧张状态变成松驰状态，便于解或双螺旋紧张状态变成松驰状态，便于解链。链。解旋酶解旋酶DNA聚聚合酶合酶III解链酶解链酶RNA引物引物引物酶和引物酶和引发体引发体DNA聚聚合酶合酶ISSB335355RNA引物引物第七页，本课件共有58页复制的忠实性 DNA复制过程是一个高度精确的过程，据复制过程是一
8、个高度精确的过程，据估计，大肠杆菌估计，大肠杆菌DNA复制复制109-1010碱基对仅出现碱基对仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主要有以下一个误差，保证复制忠实性的原因主要有以下三点三点:a、DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循聚合酶的高度专一性（严格遵循 碱基配对原则）碱基配对原则）b、DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被聚合酶的校对功能（错配碱基被3-5 外切酶切除）外切酶切除）c、起始时以、起始时以RNA作为引物作为引物第八页，本课件共有58页DNA的半保留复制实验依据 19581958年年Meselson Meselson&stahl&stahl用同位素用同位素示踪标记加密度梯示踪标记
9、加密度梯度离心技术度离心技术实验实验,证证明了明了DNADNA是采取半保留是采取半保留的方式进行复制的方式进行复制.15N DNA14N-15N DNA14N DNA14N-15N DNA第九页，本课件共有58页连连接接酶酶连连接接切切口口Mg2+连接酶连接酶ATP或或NADPPi或或NMNATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPPOHTGGATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPTGGP缺口33555533模板链模板链模板链模板链第十页，本课件共有58页大肠杆菌大肠杆菌复制起点成串排列的重复序列复制起点成串排列的重复序列GATCTNTTNTTT成串排列的成串排列的三个三个13bp
10、序列序列共有序列共有序列共有序列共有序列TTATCCACA DnaA蛋白结合位点蛋白结合位点四个四个9bp序列序列DnaADnaB(解螺旋酶解螺旋酶)SSB大肠杆菌大肠杆菌DNA复制起点在起始阶段的结构模型复制起点在起始阶段的结构模型第十一页，本课件共有58页DNA复制的方式复制的方式环状环状 DNA复制时复制时所形成的所形成的结构结构起始点起始点复制叉的推进复制叉的推进复制叉复制叉起始点起始点起始点起始点起始点起始点复制叉复制叉复制叉复制叉未复制未复制DNA单向复制单向复制双向复制双向复制第十二页，本课件共有58页原核细胞DNA的半不连续复制复制过程复制叉的复制叉的移动方向移动方向解旋酶解旋
11、酶DNA聚聚合酶合酶III解链酶解链酶RNA引物引物引物体引物体DNA聚聚合酶合酶ISSB335前导链前导链随后链随后链35复制的起始DNA链的合成与延长DNA链合成的终止5RNA引物引物33DNA连连接酶接酶第十三页，本课件共有58页DNA聚合酶聚合酶全酶全酶 核心酶Pol IIIPol III延长因子DNADNA聚合酶聚合酶二聚体二聚体第十四页，本课件共有58页DNA聚合酶催化的链延长反应35模板链5RNA引物引物子链335533553第十五页，本课件共有58页大肠杆菌三种大肠杆菌三种DNA聚合酶比较聚合酶比较DNA聚合酶聚合酶分子量分子量每个细胞的分子统计数每个细胞的分子统计数5-3 聚
12、合酶作用聚合酶作用3-5 核酸外切酶作用核酸外切酶作用5-3 核酸外切酶作用核酸外切酶作用转化率转化率DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶（复合物）（复合物）109，000400+1120，000100+-0.05400，00010-20+50比较项目比较项目第十六页，本课件共有58页DNADNA聚合酶的聚合酶的3 3-5-5 外切酶水解位点外切酶水解位点3355错配碱基错配碱基3-5核酸外切核酸外切酶水解位点酶水解位点第十七页，本课件共有58页第十八页，本课件共有58页复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型聚合酶聚合酶III全酶全酶引物引物聚合酶聚合
13、酶III全酶全酶引物引物引物体引物体引物体引物体解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶第十九页，本课件共有58页DNA聚合酶的校对功能聚合酶的校对功能5-5-核酸核酸外切酶外切酶3-3-核酸核酸外切酶外切酶裂缝裂缝聚合中心聚合中心裂缝内部裂缝内部第二十页，本课件共有58页DNA聚合酶的校对功能聚合酶的校对功能聚合酶聚合酶错配硷基错配硷基复制方向复制方向正正 确核确核苷酸苷酸555555333333切除错配核切除错配核苷酸苷酸第二十一页，本课件共有58页真核细胞真核细胞DNA复制的特点复制的特点 多个起点复制多个起点复制起起点点起起点点起起点点起起点点起起点点起起点点 端粒（端粒（telemereteleme
14、re）复制）复制第二十二页，本课件共有58页端粒酶（端粒酶（telomerase）DNA复制需要引物，但在线形复制需要引物，但在线形DNA分子末端不可能通过分子末端不可能通过正常的机制在引物被降解后合成相应的片段正常的机制在引物被降解后合成相应的片段.如果没有特殊如果没有特殊的机制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变得越来越短。的机制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变得越来越短。这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清，端粒酶是一种含这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清，端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互补于的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互补
15、于RNA模板的模板的DNA片段的合成，使复制以后的线形片段的合成，使复制以后的线形DNA分子的末分子的末端保持不变。端保持不变。初步研究表明，人体中生殖细胞的端粒长度初步研究表明，人体中生殖细胞的端粒长度保持不变，而体细胞的端粒长度则随个体的老化保持不变，而体细胞的端粒长度则随个体的老化而逐步缩短。对此的一个推论是：人的生殖细胞而逐步缩短。对此的一个推论是：人的生殖细胞具端粒酶的活力，体细胞则否。这一问题的解决具端粒酶的活力，体细胞则否。这一问题的解决无疑会有助于对生命衰老的认识无疑会有助于对生命衰老的认识。53AAAACCCCAAAACCCCCCA端粒酶端粒酶第二十三页，本课件共有58页端粒
16、合成的一种模型端粒合成的一种模型35TTTTGGGGTTTTG53AAAACCCCAAAACCCCCCAAA35TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG53AAAACCCCAAAACCCCCCAAATTGGGTGGGT35AATTTTG53AAAACCCCAAAACCCCCCAGTTTTG 整合和整合和杂交杂交移位和移位和再杂交再杂交端粒合成的完成端粒合成的完成TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT53nAA3TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT53TTCCCCT nAA3TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT53TTAAAACCCC
17、AAAACCCC AAAACCCCT n进一步加工进一步加工继续继续延伸延伸第二十四页，本课件共有58页真核和原核真核和原核DNA细胞复制比较细胞复制比较第二十五页，本课件共有58页二、逆二、逆 转转 录录 作作 用用1 1、概念、概念2、逆转录酶、逆转录酶3、病毒逆转录过程病毒逆转录过程4 4、逆转录的生物学意义逆转录的生物学意义扩充了中心法则扩充了中心法则有助于对病毒致癌机制的了解有助于对病毒致癌机制的了解与真核细胞分裂和胚胎发育有关与真核细胞分裂和胚胎发育有关逆转录酶是分子生物学重要工具酶逆转录酶是分子生物学重要工具酶三种功能三种功能依赖依赖DNA指导下的指导下的DNA聚合酶活力聚合酶活
18、力依赖依赖RNA的的DNA聚合酶活力聚合酶活力核糖核酸酶核糖核酸酶H活力活力 以以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA，这，这与通常转录过程中遗传信息与通常转录过程中遗传信息从从DNADNA到到RNARNA的方向相反，故的方向相反，故称为逆转录作用。称为逆转录作用。第二十六页，本课件共有58页逆转录过程中逆转录过程中cDNA的合成的合成依赖依赖RNA的的DNA聚合酶聚合酶核糖核酸核糖核酸酶酶H活力活力依赖依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶第二十七页，本课件共有58页逆逆转录病毒的生活周期逆转录病毒的生活周期生活周期RNA衣壳衣壳被膜被膜逆转录逆转录酶酶转录转录转译转译整合入宿主细胞染色体
19、整合入宿主细胞染色体DNA进入细胞进入细胞丢失被膜丢失被膜丢失衣壳丢失衣壳逆转录逆转录RNARNAcDNA衣壳蛋衣壳蛋白白被膜蛋白被膜蛋白逆转录酶逆转录酶第二十八页，本课件共有58页 三、三、DNADNA的突变的突变 DNA分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变，从而导致分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变，从而导致DNA的复制以及后的复制以及后来的转录和翻译产物随之发生变化，表现出异常的遗传特性，称为来的转录和翻译产物随之发生变化，表现出异常的遗传特性，称为DNA的突变。它的突变。它包括由于包括由于DNA损伤和错配得不到修复而引起的突变，以及由于不同损伤和错配得不到修复而引起的突变，以及由
20、于不同DNA分子之间的分子之间的交换而引起的遗传重组。交换而引起的遗传重组。二、二、诱变剂的作用诱变剂的作用 碱基类似物碱基类似物(base analog)碱基修饰剂碱基修饰剂(base modifier)嵌入染料嵌入染料(intercalation dye)紫外线紫外线(ultraviolet)和电离辐射和电离辐射(ionizing radiation)一、一、突变的类型突变的类型 碱基对的置换碱基对的置换(substitution)移码突变移码突变(framesshift mutation)第二十九页，本课件共有58页 DNA突变突变的类型的类型-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G
21、-A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-转换转换-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入插入A-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失缺失T野生型基因野生型基因-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-颠换颠换碱基对的置换碱基对的置换(substitution)移码突变移码突变(framesshift mutation)第三十页，本课件共有58页四
22、、DNA的损伤与修复 某些物理化学因子，如紫外线、电离辐射和化学诱某些物理化学因子，如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等，都有引起生物突变和致死的作用，其机理是作变剂等，都有引起生物突变和致死的作用，其机理是作用于用于DNA，造成，造成DNA结构和功能的破坏，称为结构和功能的破坏，称为DNA的损伤的损伤.DNA的修复主要有以下类型的修复主要有以下类型:暗修复暗修复（4）诱导修复（诱导修复（SOS修复）修复）（1）光裂合酶修复活光裂合酶修复活（2）切除修复切除修复（3）重组修复重组修复 第三十一页，本课件共有58页DNA紫外线损伤的光裂合酶修复紫外线损伤的光裂合酶修复1、形成嘧啶二聚体、形成嘧啶二聚
23、体2、光复合酶结合于、光复合酶结合于损伤部位损伤部位3、酶被可见光激活、酶被可见光激活4、修复后酶被释放、修复后酶被释放第三十二页，本课件共有58页DNA的损伤和切除修复的损伤和切除修复碱基丢失碱基丢失碱基缺陷或错配碱基缺陷或错配结构缺陷结构缺陷切开切开核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶切除切除DNA聚合酶聚合酶DNA连接连接酶酶AP核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶切开切开切除切除修复修复连接连接糖苷酶糖苷酶插入酶插入酶碱基碱基取代取代第三十三页，本课件共有58页DNA的重组修复的重组修复胸腺嘧啶二胸腺嘧啶二聚体聚体复制复制核酸酶及重核酸酶及重组蛋白组蛋白修复复制修复复制DNA聚
24、合酶聚合酶DNA连接酶连接酶重组重组第三十四页，本课件共有58页SOS反应的机制反应的机制靶基因表达靶基因表达lexA靶基因表达靶基因表达 但产物被分解但产物被分解recA大量表达大量表达RecA促使分促使分解解LexA未诱导的细胞未诱导的细胞诱导的细胞诱导的细胞靶基因靶基因lexA基因被基因被LexA 蛋白质部分阻遏蛋白质部分阻遏recA基因被基因被LexA 蛋白质部分阻遏蛋白质部分阻遏（40个不同的位点被阻遏）个不同的位点被阻遏）LexA(阻遏物阻遏物)RecA(辅蛋白酶辅蛋白酶)单链单链DNAATP第三十五页，本课件共有58页第二节第二节 RNA的生物合成的生物合成一、一、一、一、DNA
25、DNA指导下指导下指导下指导下RNARNA的合成（转录）的合成（转录）的合成（转录）的合成（转录）二、二、二、二、RNARNA指导下指导下指导下指导下RNARNA的合成的合成的合成的合成(RNA(RNA的复制的复制的复制的复制)三、三、三、三、RNARNA和和和和DNADNA合成比较合成比较合成比较合成比较第三十六页，本课件共有58页一、一、DNA指导下指导下RNA的合成（转录）的合成（转录）1、概念及、概念及DNA的有义链和反义链的有义链和反义链2、RNA聚合酶及催化反应聚合酶及催化反应3 3、RNARNA合成过程合成过程4 4、RNARNA转录后的加工转录后的加工5 5、真核生物的、真核生
26、物的RNA合成合成第三十七页，本课件共有58页转录的概念和转录的概念和DNA的有义链和反义链的有义链和反义链 转录是在转录是在 DNADNA的指导下的的指导下的RNARNA聚合酶的催化下，按聚合酶的催化下，按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成一条与模板板DNADNA互补的互补的RNARNA 的过程。的过程。RNARNA的转录从的转录从DNADNA模板的特模板的特定位点开始，并在一定的位点终止。此转录区域为一个定位点开始，并在一定的位点终止。此转录区域为一个转录单位。转录单位。启动子启动子（promoter)终止子终止子(terminator
27、)模板链（模板链（templatte strand）反意义链反意义链(antisense strand)有意义链有意义链(sense strand)非信息区非信息区DNADNA5533第三十八页，本课件共有58页大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图 核心酶核心酶(2 2)起始因子起始因子 和模板和模板DNADNA结合结合起始和催化聚合反应起始和催化聚合反应？全酶全酶()第三十九页，本课件共有58页RNA聚合酶催化的反应聚合酶催化的反应ACGACGUU模板模板DNA5353新合成新合成RNA第四十页，本课件共有58页RNARNA合成过程合成过程起始起始双链双链DNA局部解开局部解开磷酸二酯磷酸二酯键
28、形成键形成终止阶段终止阶段解链区到达基解链区到达基因终点因终点延长阶段延长阶段5 3 RNA 启动子启动子（promoter)终止子终止子(terminator)5 RNA聚合酶聚合酶 5 3 5 3 5 5 3 离开离开第四十一页，本课件共有58页RNA链的延伸图解链的延伸图解33RNA-DNA杂交螺旋杂交螺旋聚合酶的移动方向聚合酶的移动方向新生新生RNA复链复链解链解链有义链有义链模板链（反义链）模板链（反义链）延长部位延长部位第四十二页，本课件共有58页原核生物中rRNA前体的加工甲基化作用甲基化作用专一核酸内切酶专一核酸内切酶30S前体前体17StRNA25S专一核酸外切酶专一核酸外切
29、酶16S rRNAtRNA23S rRNA5S rRNA专一核酸外切酶专一核酸外切酶第四十三页，本课件共有58页tRNA前体分子的加工a a、切除、切除tRNAtRNA前体两端多余的序列：前体两端多余的序列：55端切除几到端切除几到1010个核苷酸。个核苷酸。b、末端添加：、末端添加：3-端添加端添加CCA序列。序列。c、修饰：形成稀、修饰：形成稀有碱基如有碱基如DH2 。RNAasePRNAaseFRNAasePRNAaseFRNAaseDRNAaseDACC表示核酸内切酶的作用表示核酸内切酶的作用 表示核苷酸转移酶的作用表示核苷酸转移酶的作用 表示核酸外切酶的作用表示核酸外切酶的作用 表示
30、异构化酶的作用表示异构化酶的作用 第四十四页，本课件共有58页真核细胞真核细胞mRNAmRNA的加工的加工5“帽子帽子”PolyA 3 顺反子顺反子(cistron )m7G-5ppp-N-3 pAAAAAAA-OH 5 5端接上一个端接上一个“帽子帽子”(CAP)(CAP)结构结构 33端添加端添加PolyA“PolyA“尾巴尾巴”,由由RNARNA末端核苷酸转移酶催化末端核苷酸转移酶催化 剪接：剪去内含子剪接：剪去内含子(intron)(intron)，拼接外显子拼接外显子(extron)(extron)第四十五页，本课件共有58页酵母酪氨酸酵母酪氨酸tRNA前体的加工前体的加工早转录本早
31、转录本成熟成熟tRNA加工加工第四十六页，本课件共有58页真核生物和原核生物转录的差别真核生物和原核生物转录的差别DNA核核核糖体核糖体新生蛋白质新生蛋白质真核生物真核生物原核生物原核生物mRNA前体前体转运转运加工加工mRNAmRNA 真核生物中转录与复制在不同的区域真核生物中转录与复制在不同的区域 RNA聚合酶不相同聚合酶不相同 启动子不同启动子不同 转录后转录后RNA加工修饰不同加工修饰不同第四十七页，本课件共有58页噬菌体噬菌体Q 的合成的合成A.负链的合成负链的合成B.正链的合成正链的合成病毒的正链病毒的正链复制中间体复制中间体复制中间体复制中间体新合成的正链新合成的正链新合成的负链
32、新合成的负链负链负链第四十八页，本课件共有58页第三节第三节 核酸合成的抑制剂核酸合成的抑制剂 核苷酸合成抑制剂核苷酸合成抑制剂氨基酸类似物氨基酸类似物 叶酸类似物叶酸类似物 碱基和核苷酸类似物碱基和核苷酸类似物嵌合剂嵌合剂 烷化剂烷化剂 与与DNA模板结合的抑制剂模板结合的抑制剂 作用于作用于DNA聚合酶或聚合酶或RNA集合酶的抑制剂集合酶的抑制剂抗菌素抗菌素:如利福平、曲张霉素如利福平、曲张霉素有机化合物：如磷羧基乙酸有机化合物：如磷羧基乙酸第四十九页，本课件共有58页第四节第四节 基因工程及分子生物学基因工程及分子生物学 技术简介技术简介一、基因工程一、基因工程二、体细胞克隆技术二、体细
33、胞克隆技术三、聚合酶键式反应（三、聚合酶键式反应（polymerase chain reaction,PCR）第五十页，本课件共有58页一、基因工程简介一、基因工程简介 基因工程亦称遗传工程，即利用基因工程亦称遗传工程，即利用DNA重组技术的方法，把重组技术的方法，把DNA作为组件，在细胞外将一种外源作为组件，在细胞外将一种外源DNA（目的基因）和载体（目的基因）和载体DNA重重新组合连接（重组新组合连接（重组），最后将重组体转入宿主细胞，使外源基因），最后将重组体转入宿主细胞，使外源基因DNA在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖（在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖（cloning，克隆，克隆），或
34、），或最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。基因工程的操作技术基因工程的操作技术 基因工程的应用与前景基因工程的应用与前景第五十一页，本课件共有58页基因工程的操基因工程的操作技术作技术Foreign DNA to be insertedPlansmid vectorJoiningRecombinant DNA moleculeIntroduction into host cells by transformation of viral infection Host chromatemeSlection for
35、cells coteining a recombinant DNA moleculeCloning+1、体外基因重组、体外基因重组 目的基因的制备目的基因的制备 载体的构建：质粒或噬载体的构建：质粒或噬菌体菌体 目的目的基因与载体重组基因与载体重组2、重组体重组体DNA的转的转化增殖和表达化增殖和表达 转化转化 筛选筛选 增殖和基因表达增殖和基因表达第五十二页，本课件共有58页 大白鼠的生长激素基因插入到一个质粒中去，在金属巯基大白鼠的生长激素基因插入到一个质粒中去，在金属巯基蛋白启动子旁边，这个启动子被金属镉所活化蛋白启动子旁边，这个启动子被金属镉所活化第五十三页，本课件共有58页 三、三、
36、PCR技术技术原理示意图原理示意图靶序列靶序列变性和引变性和引物复姓物复姓循环循环1循环循环2循环循环3变性和引变性和引物复姓物复姓链延伸链延伸Tag酶酶链延伸链延伸第五十四页，本课件共有58页DNA和和RNA合成的比较合成的比较第五十五页，本课件共有58页基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景 建立基因文库。基因文库的建立有利于研究基建立基因文库。基因文库的建立有利于研究基因结构、基因表达调控机制、个体发育和繁殖的因结构、基因表达调控机制、个体发育和繁殖的机理、疾病发病机制等，最终将导致遗传育种、机理、疾病发病机制等，最终将导致遗传育种、疾病基因治疗发生革命性进步。疾病基因治疗发生革命性进步。生产某些珍贵的生化药物，如干扰素、胰岛素、生生产某些珍贵的生化药物，如干扰素、胰岛素、生长激素等。长激素等。改造生物原有性状，培育出人类需要的新物种。改造生物原有性状，培育出人类需要的新物种。第五十六页，本课件共有58页克隆羊多利的诞生克隆羊多利的诞生胚胎羊胚胎羊乳腺上皮细胞乳腺上皮细胞（提供（提供DNA）母羊母羊除去细胞核的卵除去细胞核的卵母细胞（受体）母细胞（受体）体外融合体外融合植入受体母羊植入受体母羊第五十七页，本课件共有58页感感谢谢大大家家观观看看第五十八页，本课件共有58页