基因工程及其应用

发布 2021-04-09 23:50:28 阅读 2650

基因工程。

一定义:按照人们的意愿,从一种生物体内提取目的基因,在生物体外加以修饰和改造,导入另一种生物体内,从而定向改造生物的性状。基因工程又称为基因拼接技术或者dna重组技术。

注意:1操作环境:生物体外。

2 操作对象:基因。

3 操作水平:dna分子水平的操作。

4 操作过程:剪切—拼接---导入---表达。

5 结果:定向改造生物的性状,得到人们所需要的基因产物。

6 原理:基因重组。

二基因工程所需要的工具。

( 1) 基因的剪刀:限制性核酸内切酶(限制酶)

1 存在部位:主要存在于微生物中。

2 作用:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定的切点切割dna分子。

3特点:专一性。

4 切割部位:磷酸二酯键。

(2)基因的针线:dna连接酶。

作用部位:磷酸二酯键。

(3)基因的运输工具:运载体。

作用:1 作为运载工具,将目的基因送入到受体细胞中去。

2利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。

作为运载体必须具备的三个条件。

1 能够在宿主细胞内稳定保存并且大量复制。

2 有多个限制酶切点,以便与外源基因连接。

3 具有某些标记基因,以便筛选。

常用的运载体:质粒(主要是存在于细菌或者酵母菌内能进行自我复制的小型环状的dna分子,是最常用的一种运载体),动植物体的病毒,噬菌体。

三基因工程的基本步骤。

一) 提取目的基因。

1目的基因:人们所需要的特定的基因。

2方法:直接分离法(鸟枪法)

人工合成法:(1)反转录法。

2)通过蛋白质中的氨基酸序列退出相应的氨基酸序列,再利用化学法人工合成。

二)目的基因与运载体结合(核心)

1切:用同一种限制酶切割目的基因和运载体。

2接:用dna连接酶将目的基因和运载体的末端连接起来,形成重组dna

三) 将目的基因导入受体细胞:运用细菌或者病毒侵染细胞的方法。

四) 目的基因的检测与表达。

1根据受体细胞中是否有标记基因,判断目的基因是否导入。

2根据受体细胞是否变现出特定的性状,判断目的基因是否表达。

四基因工程的应用。

1基因工程与作物育种。

1) 农业上:

获得高产,稳产具有优良品质的农作物(将大豆基因导入小麦,水稻中可以提高小麦水稻中蛋白质的含量)

获得具有抗逆性的作物新品种**基因抗虫棉)

2) 畜牧业:

转基因动物(超级鱼和超级绵羊)

获得人们所需要的各种物质(抗生素,激素)

2基因工程与药物研制。

能高效生产出高质量低成本的药品(胰岛素,疫苗,干扰素看,白细胞介素)

3基因工程与环境保护:可以进行环境监测和环境净化(超级细菌:把某种能分解三种以上石油成分的基因导入到细菌内部形成超级细菌)

五从杂交育种到基因工程。

选择育种(育种周期长,育种范围有限)--杂交育种---诱变育种---基因工程。

六几种常见的酶。

1限制酶:基因工程中切割目的基因和运载体的,切割部位:磷酸二酯键。

2dna连接酶:基因工程中连接目的基因和运载体的粘性末端形成重组dna,连接部位:磷酸二酯键。

3dna聚合酶:dna复制,将单个的脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链上的,连接部位:磷酸二酯键。

4rna聚合酶:转录,将单个的荷塘核苷酸连接到核糖核苷酸链上的,连接部位:磷酸二酯键。

注意:rna聚合酶既可以识别脱氧核苷酸序列,也可以识别核糖核苷酸序列。

5解旋酶:dna复制,转录时,打开dna双链的作用部位:氢键。

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