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课件网) 第四章 基因工程 第一节 基因工程赋予生物新的遗传特性 胰岛素是一种蛋白质激素，它存在于人和动物的胰脏中。胰岛素是治疗胰岛素依赖型(IDDM)糖尿病的有效药物，传统生产胰岛素的方法只能从猪和羊的胰腺中提取，获得1g 胰岛素大约需要100 kg的猪胰脏，因此生产成本高，患者难以支付昂贵的药费。1978年，科学家在大肠杆菌中成功地表达了人胰岛素，并于1982年被美国正式批准生产和销售。1985年，日本也研制出了表达胰岛素的技术并有产品投放市场。用基因工程方法生产胰岛素的产量可达100mgL。它的问世和上市，为众多的糖尿病患者带来了福音。 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。 基因重组 分子水平－基因 构建重组DNA分子 原 理： 操作水平： 核 心： 结 果： 获得新的遗传性状或表达所需要产物 优点：定向地改造生物的遗传性状； 打破了常规育种难以突破的物种间的界限 转基因育种 基因工程 1.DNA是遗传物质。 2.遗传信息的传递和表达都遵循“中心法则” 。 3.除极个别情况外，自然界中不同生物共用一套遗传密码。 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，更需要专门的“分子工具”。那么，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？ 基因工程的理论基础： 重组DNA技术的重要工具： （三）分子运输车--载体 分子运输车 （一）分子手术刀--限制性内切核酸酶 分子手术刀 （二）分子缝合针--DNA连接酶 一、对DNA进行剪切、连接和复制是实现重组DNA技术的基础 1、来源： 主要从细菌中分离纯化来的 2、特点 : 3、作用部位: 特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键水解 4、结果： DNA在特定的位置断开，产生带有黏性末端或平末端的DNA片段 能够识别双链DNA分子的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在特定的位置断开。 （一）分子手术刀--限制性内切核酸酶（限制酶） 限制酶所识别序列的特点是：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 能被限制性内切酶特异性识别的切割部位都具有回文序列： 限制酶的识别序列 识别序列通常是4～8个核苷酸对，以6个核苷酸对最常见。 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ G 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ A 3’,5’-磷酸二酯键 3’端 5’端 3’端 5’端 限制酶作用部位: 限制酶的作用结果－黏性末端 黏性末端 黏性末端 EcoRI 被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有突出的单链部分，称为黏性末端。 GAATTC 限制酶的作用结果－平末端 当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，DNA末端没有单链部分，称为平末端。 1、你能推测限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？ 原核生物易受自然界外源DNA的入侵，但生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。 寻根问底 2、为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？ 通过长期的进化，细菌中含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中不具备这种限制酶的识别切割序列。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵。 寻根问底 1、要想获得某个特定性状的基因必须要 用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 要切两个切口，产生四个黏性末端。 2、如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割 ... ...
