基因重组与基因工程
基因重组和基因工程
5´
3´
5´ 3´
5´3´
5´ 拼 接
重
组
体
3´ 5´
3´ 内切酶
5´
(ruvC)
3´ 5´
5´ 3´
5´ 3´
片 5´ 段 3´ 重 组 体 53´´
3´ 5´
DNA
连接酶
3´ 5´
3´ 5´
二、细菌的基因转移与重组
（一）接合作用
当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接 触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移 至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合 作用(conjugation)。
（三）转导作用
当病毒从被感染的（供体）细胞释放出 来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在 供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基 因重组即为转导作用(transduction)。
例 λ噬菌体的生活史
溶菌生长途径 (lysis pathway)
溶源菌生长途径 (lysogenic pathway)
①两个同源染色体DNA排列整齐
5´
3´
3´
5´
3´
5´
5´
3´
②一个DNA的一条链断裂、并与另一个 DNA对应的链连接，形成Holliday中间体
③通过分支移动产生异源双链DNA
5´
3´
5´
3´
5´ 内切酶 3´
3´ 5´
5´
3´
(recBCD)
3´ 5´
5´
3´
5´
3´
5´ 分支迁移 3´
3´
5´ (recA) 3´
催化多聚核苷酸5´羟基末端磷酸化，或标记探针
在3´羟基末端进行同质多聚物加尾
切除末端磷酸基
复习题 2基因重组与基因工程
复习题 2 基因重组与基因工程一、A型题1.实验室内常用的连接外源性DNA和载体DNA的酶是：（ A ）A．DNA连接酶B．DNA聚合酶ⅠC．DNA聚合酶ⅡD．DNA聚合酶ⅢE．反转录酶2.用来鉴定DNA的技术是：（ B ）A．Northern印迹B．Southern印迹C．Western印迹D．亲和层析E．离子交换层析3.下列那项不是重组DNA技术中常用的工具酶：（ D ）A．限制性核酸内切酶B．DNA连接酶C．DNA聚合酶Ⅰ D．RNA聚合酶E．反转录酶4.关于限制性核酸内切酶的叙述，下列哪项是错误的？（ E ）A．限制性核酸内切酶分为三类，用于基因工程的为Ⅱ酶B．限制性核酸内切酶切割后可产生粘性末端或平端C．识别的核苷酸序列个数可以是6个或8个D. 识别的序列一般具有回文结构E．识别的DN A为单链5.关于基因工程的叙述，下列哪项是错误的？（ B ）A．基因工程也称基因克隆B．只有质粒DNA可作为载体C．重组体DNA转化或转染宿主细胞D．需获得目的基因E．需对重组DN A进行纯化、筛选6.有关质粒的叙述，下列哪项是错误的？（ E ）A．小型环状双链DNA分子B．可小到2～3Kb大到数百个KbC．能在宿主细胞中独立自主地进行复制D．常含有耐药基因E．只有一种限制性核酸内切酶切口7．下列哪项不是重组DN A的连接方式？（C ）A．粘性末端与粘性末端的连接B．平端与平端的连接C. 粘性末端与平端的连接D．人工接头连接E．同聚物加尾连接8．DNA克隆不包括下列哪项步骤？（ E ）A．选择一个适合的载体B．限制性核酸内切酶在特异位点裂解质粒和目的基因C．用连接酶连接载体DNA和目的DNA，形成重组体D．用载体的相应抗生素抗性筛选含重组体的细菌E．重组体用融合法导入细胞9．基因重组是指DNA分子的：（ A ）A．共价连接B．氢键连接C．离子键连接D．交换E．退火10．在分子生物学中，重组DNA又称为：（ D ）A.酶工程B.蛋白质工程C.细胞工程D.基因工程E.DNA工程11．基因工程中，不常用到的酶是（ E ）A．限制性核酸内切酶 B．DNA聚合酶C．DNA连接酶D．逆转录酶E．DNA解酶12．能识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类酶称为：（ B ）A. DNA内切酶 B．限制性内切核酸酶C．非限制性内切核酸酶 D．限制性外切核酸酶E．非限制性外切核酸酶13．cDNA是指：（ A ）A．在体外经反转录合成的与RNA互补的DNAB．在体外经反转录合成的与DNA互补的DNAC．在体外经反转录合成的与RNA互补的RNAD．在体内经反转录合成的与RNA互补的RNAE．在体内经反转录合成的与RNA互补的DNA14．质粒的分子结构是：（ A ）A．环状双链DNA B．环状单链DNA C．环状单链RNAD．线状双链DNA E．线状单链DNA15．聚合酶链式反应常常缩写为：（ E ）A．PRC B．PER C．PDR D．BCR E．PCR16．用于PCR反应的酶是：（ E ）A．DNA连接酶B．碱性磷酸酶C．逆转录酶D．限制性内切核酸E．Taq DNA聚合酶17．基因工程中使目的基因与载体拼接的酶是：（ C ）A．DNA聚合酶B．RNA聚合酶C．DNA连接酶D．RNA连接酶E．限制性核酸内切酶18．α互补筛选属于：（C ）A．抗药性标志筛选B．酶联免疫筛选 C．标志补救筛选D．原位杂交筛选E．免疫化学筛选19．确切地讲，cDNA文库包含：（ E ）A．一个物种的全部基因信息B．一个物种的全部RNA信息C．一个生物体组织或细胞的全部基因信息D．一个生物体组织或细胞的全部RNA信息E．一个生物体组织或细胞所表达mRNA信息20．下烈描述最能确切表达质粒DNA作为克隆载体特性的是：（D ）A．小型环状双链DNA分子B．携带有某些耐药基因C．在细胞分裂时恒定地传递给子代细胞D．具有自我复制能力E．获得目的基因21.基因工程中常用限制性内切酶Ⅱ的识别序列，正确的说法是：（ E ）A.聚胞苷酸B.聚腺苷酸C.6或8个任意核苷酸D.4或6个任意核苷酸E 具有回文结构22．基因工程的基本过程不包含：（ E ）A.DNA重组体的形成及转化B.限制酶的切割C.载体及目的基因的分离D.重组体的筛选与鉴定E.重组体的序列分析23.有关理想质粒载体的特征，正确的是：（ B ）A.其复制受宿主控制B.含有多种限制性内切酶的单一切点C．含有同一限制酶的多个切点D．为线性单链DNAE．不含耐药基因24.下列那个物质一般不用作基因工程的载体：（ C ）A．噬菌体B．质粒C．大肠杆菌基因组D．反转录病毒DNAE．人工酵母染色体25.基因工程的操作程序可简单的概括为：（E ）A．将重组体导入宿主细胞并筛选B．限制酶的应用C．将载体和目的基因接合成重组体D．目的基因和载体的分离提纯与鉴定E．分、切、接、转、筛26.基因表达的多级调控不包括：（ A ）A．DNA复制B．转录起始C．转录后加工D. 翻译起始E. 翻译后加工27.下列基因工程中的目的基因的来源，最不常用的是：（ C ）A. 人工合成DNAB．从mRNA合成cDNAC. 从真核生物染色体DNA中直接分离D．从基因文库中获取E．从细菌基因组DNA中直接分离28.Ⅱ型限制性内切酶是：（ B ）A．有内切酶和甲基化酶活性B.仅有内切酶活性，甲基化酶活性由另外一种酶提供C．有外切酶和甲基化酶活性D．限制性识别非甲基化的核苷酸序列E．仅有外切酶活性，甲基化酶活性由另外一种酶提供29.基因工程操作应用的许多载体质粒都有抗生素的抗性基因，这是为了便于：（ D ） A．外源基因插入质粒B.宿主菌的生物繁殖C．质粒的转化D．带有目的基因的宿主菌的筛选E．目的基因的表达30.有关目的基因与载体连接的叙述错误的是：（ E ）A.可以同一限制酶切割产生粘性末端连接B.平末端切口可采用“尾接法”C．平末端切口可直接连接D．均需DNA连接酶参与E．不同限制型内切酶切割不能连接1．基因工程的单元操作顺序是（ A ）Ａ．酶切，连接，转化，筛选，验证Ｂ．酶切，转化，连接，筛选，验证Ｃ．连接，转化，筛选，验证，酶切Ｄ．验证，酶切，连接，筛选，转化Ｅ．酶切，连接，筛选，转化，验证2．下列五个DNA 片段中含有回文结构的是（D、E ）Ａ．GAAACTGCTTTGAC Ｂ．GAAACTGGAAACTGＣ．GAAACTGGTCAAAG Ｄ．GAAACTGCAGTTTCＥ．GAAACTGCAGAAAG3．T 4 -DNA 连接酶是通过形成磷酸二酯键将两段DNA 片段连接在一起，其底物的关键基团是（ D ）Ａ．2' -OH 和5' -P Ｂ．2' -OH 和3' -PＣ．3' -OH 和2' -P Ｄ．3' -OH 和5' -PＥ．5' -OH 和3' -P4．噬菌体l-DNA 体外包装的上下限是天然l-DNA 长度的（D ）Ａ．25 - 50 % Ｂ．50 - 100 %Ｃ．75 - 100 % Ｄ．75 - 105 %Ｅ．100 - 125 %8．分子杂交的化学原理是形成（E ）Ａ．共价键Ｂ．离子键Ｃ．疏水键Ｄ．配位键Ｅ．氢键9．促红细胞生长素（EPO ）基因能在大肠杆菌中表达，但却不能用大肠杆菌的基因工程菌生产人的促红细胞生长素，这是因为（ E ）Ａ．人的促红细胞生长素对大肠杆菌有毒性作用Ｂ．人的促红细胞生长素基因在大肠杆菌中极不稳定Ｃ．大肠杆菌内毒素与人的促红细胞生长素特异性结合并使其灭活Ｄ．人的促红细胞生长素对大肠杆菌蛋白水解酶极为敏感Ｅ．大肠杆菌不能使人的促红细胞生长素糖基化10．鸟枪法克隆目的基因的战略适用于（ A ）Ａ．原核细菌Ｂ．酵母菌Ｃ．丝状真菌Ｄ．植物Ｅ．人类11．cDNA第一链合成所需的引物是（D ）Ａ．Poly A Ｂ．Poly CＣ．Poly G Ｄ．Poly T Ｅ．发夹结构12．cDNA法获得目的基因的优点是（ B ）Ａ．成功率高Ｂ．不含内含子Ｃ．操作简便Ｄ．表达产物可以分泌Ｅ．能纠正密码子的偏爱性13．人工合成DNA 的单元操作包括（ E ）I 去保护II 偶联III 封端IV 氧化Ａ．I + II Ｂ．II + IVＣ．I + II + III Ｄ．II + III + IV Ｅ．I + II + III + IV二、B型题A．抗药性筛选B．分子杂交筛选C．RNA反转录D．免疫学方法 E．体外翻译1．用于鉴定质粒是否转化的一般方法是：（ A ）2．用于鉴定转化子细胞是否含有目的基因的常用方法是：（ B ）3．利用目的基因表达产物的特异性抗体来筛选含有目的基因的转化子细胞价方法是：（D ）A．限制性核酸内切酶B．DNA连接酶 C．反转录酶D. Taq DNA聚合酶E．碱性磷酸酶4.识别DNA回文结构并对其双链进行切割的是：（ A ）5.用于PCR反应的酶是：（ D ）6.将目的基因与载体进行拼接的酶是：（ B ）A．转染B．转化C．感染D．转导E．转位7．以质粒为载体，细菌为宿主的导入方式是：（ B ）8．以噬菌体为载体，细菌为宿主的导入方式是：（D ）9．以病毒为载体，哺乳动物细胞为宿主的导入方式是：（ C ）A.94℃B.85℃C.50℃D.72℃E.100℃10.PCR变性温度一般为：（ A ）11.PCR退火温度一般为：（C ）12.PCR延伸温度一般为：（ D ）A分 B 切 C接 D 转 E 筛13．获取目的基因属于基因工程中的步骤是（ A ）14.DNA连接酶用于基因工程中的步骤是（ C ）15.DNA重组子转化宿主细胞的步骤是（ D ）16.限制性内切酶切割目的基因和载体的步骤是（ B ）17.对含有DNA重组体的宿主细胞进行筛选的步骤是（ E ）三、C型题A、含有该生物的全部基因B、含有该生物的结构基因C、两者都是D、两者都不是1、基因组文库（ A ）2、cDNA文库（ B ）A、需要逆转录酶B、需要限制性内切酶C、两者都是D、两者都不是3、建立cDNA文库（ C ）4、建立基因组文库（ B ）A、连接酶B、逆转录酶C、两者都是D、两者都不是5、建立cDNA文库需要（C ）6、建立基因组文库需要（ A ）四、X型题1.可用于基因工程载体的DNA分子有：( BDE )A．染色体DNA B．病毒DNA C．细菌DNAD．噬菌体DNA E．质粒DNA2.重组DNA技术的基本过程包括：( ACDE )A．目的基因的获取B．PCR反应C．克隆载体的构建D．目的基因与载体的连接E．重组体分子导入受体菌3.基因克隆又称为：( AC )A．重组DNA B．重组RNA C．DNA克隆D．RNA克隆E．蛋白质复制4.组成PCR反应体系的物质包括：( BD )A．RNA引物B．Taq DNA聚合酶C．RNA聚合酶D．DNA模板E．ddNTP5.对于重组体的筛选，属于直接选择法的是：( BCD )A．免疫化学法B．原位杂交法C．Southern印迹D．补救标志筛选E．抗药性标志筛选6.对于重组体的筛选，属于非直接选择法的是：( AE )A．免疫化学法B．原位杂交法C．Southern印迹D．补救标志筛选E．酶联免疫筛选7.限制性核酸内切酶切割DNA时可产生：( ABCE )A．5’粘性末端B．3’粘性末端C．平末端D．单链缺口 E．粘性末端8.基因工程中目的基因的来源有：( ABCDE )A．化学合成B．PCR合成C．cDNA文库D．基因组文库E．组织细胞中染色体DNA直接提取9.基因工程中外源性基因又称为：( ABD )A．目的基因 B．目的DNA C．目的RNAD．target DNA E．外源RNA10．重组DNA技术中常用的工具酶有：( ABCDE )A．限制性核酸内切酶B．DNA聚合酶ⅠC．DNA连接酶D．反转录酶E．末端转移酶11．作为基因工程的载体必须具备的条件是：( ABCD )A．能独立自主复制B．易转化C．易检测（含有抗药性基因等）D．具有限制性内切核酸酶的位点E．易提取获得五、填空题1．基因工程的一个理想的载体必须具备的条件有__至少有一个复制起点____、___有克隆位点、具备转化的功能、遗传标记基因___、___具有较高的装载能力___。
第十三、十四章 基因重组与基因工程 -
二、切－限制性内切酶（restriction endonuclease）的应用
定义：是一类能识别和切割双链DNA分子
中特定碱基顺序的核酸水解酶。
分类
I 型：复合功能酶－内切、甲基化、
ATP酶和DNA解旋；
III型：内切、甲基化 II 型：识别和切割双链DNA的特异顺序
三、接－外源基因与载体的连接
基因的改造 “显微工程”
三件必备“工具”
第一节 重组DNA技术相关概念及意义
一、有关DNA克隆的相关概念
克隆（clone）:
通过无性繁殖过程
所产生的与亲代完全相同的子代群
体。获取着一群体的过程称为克隆 化（cloning）。
重组DNA技术(recombinant DNA
technology) ： 是按人类的意愿，在体外
第十四章 基因重组与基因工程
Genetic engineering enables scientists to produce clones of cells or organisms that contain the same genes.
自然进化
人 工 育 种
畜力车
基因工程基因工程基因组(genomiclibrary)：将
某种生物细胞的基因组DNA切割成一定 大小的片段后，分别与合适的载体重组 并导入宿主细胞内克隆保存。这种保存 在宿主细胞内的整个library)：将分离
纯化获得某种真核细胞中的全部mRNA， 并将mRNA逆转录成cDNA，如此获得的 cDNA通过重组、克隆方法保存在宿主细 胞中。这种保存在-gal筛选
杂交（核酸分子杂
交、菌落原位杂交）
序列分析
生物化学试题及答案(14
生物化学试题及答案〔14〕第十四章基因重组与基因工程[测试题]一、名词解释：1.基因工程〔geneticengineering〕。
2.接合作用(conjugation)。
3.转化作用(transforation)。
4.转导作用(transduction)。
5.转座(transposition)。
6.转座子(transposons)。
7.同源重组(homologousrecombination)。
8.全然重组(generalrecombination)。
9.DNA克隆〔DNAcloning〕。
10.复制子(replicon)。
11.限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease)。
12.回文结构〔palindrome〕。
13.配伍末端〔compatibleend〕。
14.目的DNA〔targetDNA〕。
15.互补DNA(complementaryDNA；cDNA)。
16.克隆载体(cloningvector)。
17.表达载体(expressionvector)。
18.质粒(plasmid)。
19.α—互补(alphacomplementation)。
20.基因组DNA文库(genomicDNAlibrary)。
21.标志补救(markerrescue)。
22.转染〔transfection〕。
23.基因组DNA〔genomicDNA〕。
24.感受态细胞〔competentcell〕。
25.聚合酶链反响(polymerasechainreaction)。
26.cDNA文库(cDNAlibrary)。
27.保守性转座(conservativetransposition)。
28.复制性转座(duplicativetransposition)。
29.溶菌生长途径(lysispathway)。
30.溶源生长途径(lysogenicpathway)。
二、填空题：31.自然界的常见基因转移方式有____、____、____、____。
生物化学第十四章-基因重组和基因工程
第十四章基因重组和基因工程一、自然界的基因转移和重组：基因重组(gene recombination)是指DNA片段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。
1．接合作用：当细胞与细胞相互接触时，DNA分子即从一个细胞向另一个细胞转移，这种遗传物质的转移方式称为接合作用（conjugation）。
2．转化和转染：由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程称为转化(transformation)。
噬菌体常常可感染细菌并将其DNA注入细菌体内，也可引起细菌遗传性状的改变。
通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染(transfection)。
转染是转化的一种特殊形式。
3．整合和转导:外来DNA侵入宿主细胞，并与宿主细胞DNA进行重组，成为宿主细胞DNA的一部分，这一过程称为整合。
整合在宿主细胞染色体DNA中的外来DNA，可以被切离出来，同时也可带走一部分的宿主DNA，这一过程称为转导(transduction)。
来源于宿主DNA的基因称为转导基因。
4．转座：转座又称为转位（transposition），是指DNA的片段或基因从基因组的一个位置转移到另一个位置的现象。
这些能够在基因组中自由游动的DNA片段包括插入序列和转座子两种类型。
⑴插入序列：典型的插入序列（insertion sequence，IS）是长750-1500bp的DNA片段，由两个分离的反向重复序列和一个转座酶基因。
当转座酶基因表达时，即可引起该序列的转座。
其转座方式主要有保守性转座和复制性转座。
⑵转座子：转座子(transposons)是可从一个染色体位点转移到另一个位点的分散的重复序列，含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他基因（如抗生素抗性基因）。
免疫球蛋白重链基因由一组可变区基因（VH）和一组恒定区基因（CH）构成，通过这些基因的选择性转座和重组，就可以转录表达出各种各样的免疫球蛋白重链，以对付不同的抗原。
基因工程名词解释
基因工程是要按人们的意愿去有目的地改造，创建生物遗传性，因此最基本的工程就是得到目的基因或核酸序列的克隆。
分离或改建的基因和核酸序列不能自身繁殖，需要载体携带它们到合适的细胞中复制和表现功能。
基因工程（ genetic engineering ）：狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。
又称DNA重组技术（DNA recombination）广义上讲，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。
供体、受体、载体构成了基因工程的三要素基因工程的工具酶（instrumental enzyme of gene engineering）是应用于基因工程各种酶的总称，包括核酸序列分析、标记探针制备、载体构建、目的基因制取、重组体DNA制备等所需要的酶类。
R-M系统是细菌安内御外的积极措施。
细菌R-M系统的限制酶可以降解DNA，为避免自身DNA的降解，细菌可以修饰（甲基化酶）自身DNA，未被修饰的外来DNA则会被降解。
限制性核酸内切酶（限制酶）：在细胞内能够识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并对DNA分子进行切割的一种酶。
同裂酶：来源不同的限制酶识别相同的核苷酸靶序列。
产生同样的切割，形成同样的末端。
同尾酶：来源不同，识别的核苷酸靶序列也不相同，但切割后DNA分子产生的粘性末端EcoRⅠ在正常情况下识别GAATTC序列发生切割，但如果缓冲液中甘油浓度超过5%，其识别位点发生松动，可在AATT处发生切割，EcoRⅠ这种特殊的识别能力叫做星活性，用EcoR Ⅰ*表示。
星活性可造成位点切割机率不等，降解不完全。
甲基化酶也称修饰酶(modification enzyme)，用来修饰限制酶的识别序列，在该序列位点的胞嘧啶（C）5-氨基上加一个甲基，使得该序列可以被限制性内切酶识别而免于切割。
基因重组和基因工程课件
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
感受态细胞：指具备接受外源DNA能力的宿主细胞
62
63
64
65
66
67
68
69
70
（六）克隆基因的表达 表达体系的建立 表达载体的构建 受体细胞的建立 表达产物的分离纯化
第一节
DNA的重组
DNA Recombination
1
DNA重组包括：
同源重组
接合作用
细菌的基因转移与重组 转化作用
位点特异重组
转导作用
转座重组
2
一、同源重组
发生在同源序列间的重组称为同源重组 (homologous recombination)，又称基本重组。 是最基本的DNA重组方式，通过链的断裂和 再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单 链或双链片段的交换。
DNA Recombination Technique
24
基因工程诞生的历史背景：
1973年是基因工程诞生的元年。 1. 1944年Oswald T.Avery等的肺炎球菌转化证 明了DNA是遗传信息携带者。 2. 1953年James Watson和Francis Crick 两人 提出了DNA结构的双螺旋模型，揭示了遗传物质 自我复制的机制。 3. 1961-1965年,科学家破译了生物界全部64个遗 传密码,发表了划时代的遗传密码字典，提出了遗 传信息由DNA→RNA→蛋白质传递的中心法则。 4. 1970年发现了反转录酶，丰富了中心法则，为 cDNA的制备奠定了基础。
高中生物 第六章基因重组与基因工程
第六章基因重组与基因工程教学大纲要求1.熟悉基因工程、基因文库、载体、限制性核酸内切酶、PCR等概念；2.掌握以质粒为载体进行DNA克隆的基本过程；3.了解重组DNA技术在医学上的应用。
教材内容精要一、自然界的基因转移和重组自然界不同物种或个体之间的基因转移和重组是经常发生的，它是基因变异和物种演变、进化的基础。
基因重组的方式有：接合作用、转化、转导、转座。
1．接合作用(Conjugation) 当细胞(细菌)与细胞(细菌)相互接触时，质粒DNA就可从一个细胞(细菌)转移到另一个细胞(细菌)。
2．转化与转导作用(1)转化作用(Transformation)：由外源性DNA导入宿主细胞，并引起生物类型改变或使宿主细胞获得新的遗传表型的过程，称为转化作用。
(2)转导作用(Transduction)：当病毒从被感染的(供体)细胞释放出来，再次感染另一(受体)细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组称为转导作用。
3．转座(转位)(Transposition) 可移动的DNA序列包括插入序列和转座子。
故由插入序列和转座子介导的基因转移或重排称转座。
转座是指一个或一组基因从一个位置转到基因组的另一个位置。
可分为插入序列(insertionsequenceIS)转座和转座予(transposons)转座。
4．基因重组不同DNA分子间发生的共价连接称基因重组。
基因重组有两种类型：位点特异的重组(sitespecial recombmatlon)和同源重组(homologous recomblnation)。
二、重组DNA技术’1．重组DNA技术的相关概念(1)DNA克隆：克隆(Clone)就是来自同一个体的相同的集合。
DNA克隆（DNA clone）：应用酶学方法在体外将目的基因与载体DNA结合成一具有自我复制能力的重组DNA分子，通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增，提取获得大量同一DNA分子的过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
转导(transduction)
转导：当病毒从被感染的供体细胞释放出来，再次
感染另一受体细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之 间的DNA转移及基因重组即为转导作用
基因重组与基因工程
*转染(transfection)
转染是转化的一种特殊形式。 由transformation （转化）和 infection（感染）两词构成。
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
常用的为SV40，通过感染方式将其DNA送入哺 乳动物细胞中进行增殖。目前应用相对较少。
基因重组与基因工程
载 体(vector)
• 供插入目的基因并将其导入宿主细胞内 表达或复制的运载工具
载体具备条件
基因重组与基因工程
一、接合作用(conjugation)
接合作用：当细 胞与细胞、或细 菌通过菌毛相互 接触时，质粒 DNA就可以从一 个细胞（细菌） 转移至另一细胞 （细菌）的方式。
基因重组与基因工程
二、转化(transformation)
转化：通过自动获取或人为地供给外源DNA，使 细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型。
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
DNA克隆的基本过程
1. 分：分离目的基因 2. 切：对目的基因和载体适当切割 3. 接：目的基因与载体连接 4. 转：重组DNA转入受体菌 5. 筛：筛选出含有重组体的受菌体
• 经反转录合成的、与RNA互补的单链DNA。
• 基因组DNA：
• 代表一个细胞或生物体整套遗传信息的所有DNA序 列。
基因重组与基因工程
（四）基因载体
• 克隆载体（cloning vector)
• 携带目的基因、并实现目的基因的无性 繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一 些DNA分子。
• 可充当克隆载体的DNA分子有： • 质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA
同聚物加尾
•碱性磷酸酶
切除末端磷酸基
基因重组与基因工程
限制性核酸内切酶
• 主要来源于原核生物，具有识别自身DNA或异 源 DNA 的 功 能 ， 通 过 切 割 破 坏 或 限 制 异 源 DNA分子侵入宿主细胞来保护自身。
• 识别特性：具有双链对称的回文结构
•
↓
•
5’ – G A A T T C - 3’
基因重组与基因工程
Genetic Recombination & Genetic Engineering
基因重组与基因工程
基因研究的三步曲
一、20世纪50年代以前：染色体遗传学阶段 二、20世经50年代—70年代：
基因的分子生物学阶段 三、20世经70年代至今：
DNA重组工程学的发展，基因研究走向 反向生物学阶段
基因重组与基因工程
（二）工具酶
工具酶
功能
•限制性核酸内切酶 识别特异序列，切割DNA
•DNA连接酶
催化DNA中相邻的5’磷酸基和3’羟基形成二酯键
•DNA聚合酶I
a.合成cDNA的第二条链b.缺口平移c.测序d.补平
•反转录酶
合成cDNA
•多聚核苷酸激酶 催化多聚核苷酸5‘羟基末端磷酸化
•末端转移酶
•
3’ – C T T A A G - 5’
•
↑ 基因重组与基因工程
• Restrictionmodification system
1. restriction endonuclease
2. methylase 3. Sticky end
Blunt end
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
限制性核酸内切酶
原指将噬菌体、病毒或以其为载体构建的重组子导 入受体细胞的过程。
通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿 主细胞遗传性状改变的过程称为转染。
将任何类型DNA转移至动物细胞内的过程均可叫
转染。
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
第二节
重组DNA技术
基因重组与基因工程
一、重组DNA技术相关概念
（一）DNA克隆
• 克 隆：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 • 克隆化：获取同一拷贝的过程。 • DNA克隆（分子克隆、基因克隆、重组DNA ）：
• 应用酶学方法，在体外将外源性遗传性物质与载体结合成重 组DNA分子，继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目 的基因的转化子细胞，再进行扩增、提取获得大量同一DNA 分子的过程。
基因重组与基因工程
基本概念
基因重组与基因工程
基因重组与基因工程
第一节 自然界的基因转移与重组
一、接合作用(conjugation) 二、转化(transformation)及转导(transduction) 三、转座(transposition) 四、基因重组
第二节 重组DNA技术
一、重组DNA技术相关概念 二、重组DNA技术基本原理 三、重组DNA技术与医学的关系
• 命名：H in d III
•
属 种 株 同一株具不同特异性酶
• 分类：I、II、III类，常用 II类
• 异源同功酶：识别及切割位点相同
• 同尾酶：产生相同的粘性末端
•
BamH I: G↓GATCC
•
Sau3A I: ↓GATC
基因重组与基因工程
（三）目的基因
• cDNA：complementary DNA
载体的分类
1.自主稳定复制 2.多克隆位点
按来源：质粒、噬菌体、 病毒
3.遗传标记 4.插入容量大
按产物：克隆载体、表 达载体
5.分子量小，拷贝多 按宿主细胞：原核细胞
6.安全
基因重组与基因载工程体、真核细胞载体
基因重组与基因工程
二、重组DNA技术的基本原理
1. 目的基因的获取 2. 克隆载体的选择与构建 3. 外源基因与载体的连接 4. 重组DNA导入受体菌 5. 重组体的筛选 6. 克隆基因的表达
基因重组与基因Leabharlann 程基因工程• 基因工程：重组DNA工艺学
• 基因工程 • 蛋白质工程 • 酶工程 • 细胞工程
生物工程
基因重组与基因工程
基因工程
基因工程：是用分离纯化或人 工合成的DNA在体外与载体 DNA结合，成为重组DNA， 用以转化宿主（细菌或其它细 胞），筛选出能表达重组DNA 的活细胞，加以纯化、传代、 扩增，成为克隆，产生出人类 所需要的基因产物或改造、创 造新的生物类型。