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课件网) 4.1基因工程赋予生物新的遗传特性 据英国媒体报道，英国和意大利的研究人员将提取自金鱼草的两种特殊基因植入了西红柿的基因中，并令其具有了产生花青素的能力。植物中的花青素是一种类黄酮类抗氧化剂，此前的研究已经证实，它能够对抗癌症、心血管疾病和身体机能退化，对于炎症、肥胖和糖尿病也有预防作用。 在基因改造的过程中，西红柿也从我们常见的红色变成了紫色。 那么，什么是基因改造？ 指有意识地把一个人们所需要的基因转入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要产物的技术，其核心是构建重组的DNA分子，也称为重组DNA技术。 基因工程 科学家究竟用到了哪些“分子工具”？ 这些“分子工具”各具有什么特征呢？ DNA双螺旋的直径只有2nm，对如此微小的分子进行操作，是一项非常精细的工作，更需专门的“分子工具”。 工具 分子手术刀 分子缝合针 分子运输车 限制性内切核酸酶： DNA连接酶： 载体： 准确切割DNA分子 将DNA片段连接起来 将体外重组好的DNA分子导入受体细胞 （1）来源: 从微生物(主要是原核生物)体内分离出来 （2）作用: 能够识别双链DNA上特定的一小段核苷酸序列，并催化其中特 定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键水解，使得DNA双链在特定的位置断开，因此具有专一性。 （3）种类：约4000种 限制性内切核酸酶———分子手术刀” （4）切割部位： 磷酸二酯键 （消耗水） 切点 呈现碱基互补对称，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的 ，称为回文序列。即在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。（5）识别序列特点： 在G与A之间切割 大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)只能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。 （6）作用结果 黏性末端 黏性末端 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 （6）作用结果 SmaI只能识别CCCGGG序列，并在C和G之间切开。 在G与C之间切割 （6）作用结果 平末端 平末端 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 （6）作用结果 限制酶存在于原核生物中的作用是什么 1、原核生物容易受到外源DNA的入侵 2、限制酶的作用:切割外源DNA,使之失效 3、保证自身的安全 限制酶为什么不会剪切原核生物本身的DNA 1、微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制,对于外源 入侵的DNA可以降解掉。 2、生物在长期演化过程中,含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列。 3、DNA分子被修饰（甲基化），使限制酶不能将其切开 DNA连接酶———分子缝合针” 1、作用：通过作用形成磷酸二酯键，能将不同来源的DNA片段连接成一个重组DNA分子。 2、分类： 种类 E·coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 功能特性 相同点 大肠杆菌 T4噬菌体 只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来，不能连接具有平末端的DNA片段 既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端，又可以连接双链DNA片段的平末端（但连接平末端的效率相对较低） 恢复的都是磷酸二酯键 两DNA片段要具有互补的黏性末端才能拼起来 可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来， 注意：DNA连接酶可连接双链DNA中的两条单链缺口，但不能连接单链DNA！ 磷酸二酯键 与DNA相关的几种酶的比较 项目 DNA连接酶 限制酶 DNA聚合酶 解旋酶 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 氢键 作用对象 DNA片段 DNA 单个的脱氧核苷酸 DNA 作用结果 将两个DNA片段连接成完整的DNA分子 切割DNA分子 将单个的脱氧核苷酸连接到DNA ... ...
