基因工程育种2010.ppt

第五章 基因工程育种Genetic engineering,A,B,C,转高渗透压诱导型启动子调控绿色荧光蛋白基因酿酒酵母在不同葡萄糖浓度培养基中的表达,A 重组DNA技术的基本定义,第一节 基因工程的基本概念,重组DNA技术是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。因此，供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。,B 基因工程的基本定义,基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。,基因工程操作的一般流程,C 重组DNA技术与基因工程的基本用途,分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源,大规模高效生产生物活性物质,设计、构建生物的新性状甚至新物种,D 基因工程的基本形式,第一代基因工程 蛋白多肽基因的高效表达 经典基因工程,第二代基因工程 蛋白编码基因的定向诱变 蛋白质工程,第三代基因工程 代谢信息途径的修饰重构 途径工程,第四代基因工程 基因组或染色体的重组 基因组工程,第二节 基因工程的基本原理,C 基因工程的支撑技术,B 基因工程的生物学原理,A 重组DNA技术的理论基础,A 重组DNA技术的理论基础,19世纪中 孟德尔 豌豆杂交试验 遗传因子 经典遗传学20世纪初 摩尔根 果蝇杂交实验 基因 细胞遗传学1944年 艾弗瑞 细菌转化实验 DNA 分子遗传学1953年 沃森-克瑞克 DNA双螺旋结构 分子生物学19521973年 Luria、Human、weigle、Bertani、Meselson、Arber、Smith 和Nathans 等 宿主限制修饰系统和限制性核酸内切酶 微生物遗传学,1973年 伯格-杰克森-考恩-鲍耶 DNA分子体外拼接,摩尔根,B 基因工程的生物学原理,提高外源基因的剂量分子遗传学原理,筛选修饰重组基因表达的转录调控元件，如：启动子、,增强子、操作子、终止子、上游调控序列等,列、mRNA非编码区、密码子等,分子生物学原理,修饰构建蛋白质生物合成的翻译调控元件，如：SD序,基因工程菌（微型生物反应器）的增殖及稳定生产,生化工程学原理,分子生物学原理,C 基因工程的支撑技术,核酸凝胶电泳技术,核酸分子杂交技术,细菌转化转染技术,DNA序列分析技术,寡核苷酸合成技术,基因定点突变技术,聚合酶链反应（PCR）技术,PCR仪,奠定基因工程的三项关键技术 DNA的特异切割 1978年，Smith 和Nathans，获诺贝尔医学奖 DNA的分子克隆 Berg（1972）将猴病毒SV40 DNA与噬菌体基因融合，成功构建重组DNA；Cohen 和Boyer（1973）将质粒pSC101与R的tetrkmr基因融合，并将重组DNA转化E.coli，首次实现了DNA的分子克隆。DNA的快速测序 Sanger(1975)的酶法、Gilbert(1977)的化学法DNA快速测序技术 1980年诺贝尔化学奖：Berg,Gilbert,Sanger,第三节 基因工程的基本条件,C 用于基因转移的受体菌或细胞,B 用于基因克隆的载体,A 用于核酸操作的工具酶,A 用于核酸操作的工具酶,3 基因工程的基本条件,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,DNA聚合酶,碱性磷酸酶,Taq DNA聚合酶,限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶的发现及其生物功能,识别双链DNA分子中的特定序列，并切割DNA双链,主要存在于原核细菌中，帮助细菌限制外来DNA的入侵,细菌的限制与修饰作用,一把特殊的剪刀阿尔伯(Arber)、史密斯(Smith)和内森斯(Nathans)，获1978年诺贝尔生理学和医学奖,限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶的命名,属名 种名 株名,H i n d II H i n d III,Haemophilus influenzae d 嗜血流感杆菌d株,同一菌株中所含的多个不同的限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶的类型,主要特性 I 型 II 型 III 型,蛋白结构,异源三聚体,同源二聚体,异源二聚体,切割位点,距识别序列1kb处,识别序列内或附近,