中山大學(xué)-基因工程原理課程

  • 名稱:中山大學(xué)-基因工程原理課程
  • 分類:生物醫(yī)藥  
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  • 時(shí)間:2017/8/26 12:14:04

          內(nèi)容提要
1. 基因工程又稱基因操作、重組DNA技術(shù), 是P. Berg等于1972年創(chuàng)建的。基因工程技術(shù)涉及的基本過(guò)程包括
“切、連、轉(zhuǎn)、選”。該技術(shù)有兩個(gè)基本的特點(diǎn)∶分子水平上的操作和細(xì)胞水平上的表達(dá)。 
2. 基因工程中使用多種工具酶,包括限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和其他一些參與DNA合成與修飾的酶類。  3. 限制性內(nèi)切核酸酶是基因工程中最重要的工具酶,屬于水解酶類。根據(jù)限制性內(nèi)切核酸酶的作用特點(diǎn),被分為
三大類。Ⅱ類限制性內(nèi)切核酸酶是基因工程中最常用的酶,該類酶的分子量小,專一性強(qiáng),切割的方式有平切和交錯(cuò)切, 作用時(shí)需要Mg++作輔助因子, 但不需要ATP和SAM。第一個(gè)被分離的Ⅱ類酶是Hind Ⅱ。 
4. 連接酶是一類用于核酸分子連接形成磷酸二酯鍵的核酸酶,有DNA連接酶和RNA連接酶之分。基因工程中
使用的連接酶來(lái)自于原核生物,有兩種類型的DNA連接酶∶E.coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶。基因工程中使用的主要是T4DNA連接酶,它是從T4噬菌體感染的E.coli中分離的一種單鏈多肽酶,既能進(jìn)行粘性末端連接又能進(jìn)行平末端連接。 
5. 載體是能將分離或合成的基因?qū)爰?xì)胞的DNA分子,有三種主要類型∶質(zhì)粒DNA、病毒DNA、科斯質(zhì)粒,
在這三種類型的基礎(chǔ)上,根據(jù)不同的目的,出現(xiàn)了各種類型的改造載體。 
6. DNA重組連接的方法大致分為四種: 粘性末端連接、平末端連接、同聚物接尾連接、接頭連接法。粘性末端
連接法是最常用的DNA連接方法,是指具有相同粘性末端的兩個(gè)雙鏈DNA分子在DNA連接酶的作用下, 連接成為一個(gè)雜合雙鏈DNA。平末端連接是指在T4 DNA連接酶的作用下, 將兩個(gè)具有平末端的雙鏈DNA分子連接成雜種DNA分子。同聚物加尾連接就是利用末端轉(zhuǎn)移酶在載體及外源雙鏈DNA的3"端各加上一段寡聚核苷酸, 制成人工粘性末端, 外源DNA和載體DNA分子要分別加上不同的寡聚核苷酸,如dA(dG)和dT(dC), 然后在DNA連接酶的作用下, 連接成為重組的DNA。這種方法可適用于任何來(lái)源的DNA片段, 但方法較繁, 需要λ核酸外切酶、S1核酶、末端轉(zhuǎn)移酶等協(xié)同作用。將人工合成的或來(lái)源于現(xiàn)有質(zhì)粒的一小段DNA分子(在這一小段DNA分子上有某種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列), 加到載體或外源DNA的分子上, 然后通過(guò)酶切制造黏性末端的方法稱為接頭連接法。 
7. 基因文庫(kù)分為基因組文庫(kù)、cDNA文庫(kù)等,是指在一種載體群體中, 隨機(jī)地收集著某一生物DNA的各種克隆
片段, 理想地包含著該物種的全部遺傳信息。 
8. DNA重組分子在體外構(gòu)建完成后,必須導(dǎo)入特定的受體細(xì)胞,使之無(wú)性繁殖并高效表達(dá)外源基因或直接改變
其遺傳性狀,這個(gè)導(dǎo)入過(guò)程及操作統(tǒng)稱為重組DNA分子的轉(zhuǎn)化。目前常用的誘導(dǎo)感受態(tài)轉(zhuǎn)化的方法是CaCl2 法(圖3-20),此外也可以用基因槍等方法轉(zhuǎn)化外源DNA。  9. 重組體篩選有遺傳學(xué)方法、核酸雜交篩選法等。 
10. 基因工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心,目前在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療中已經(jīng)顯示了巨大的應(yīng)用前景,并形成了一大
批生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
  
基因工程是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ),以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段,將不同來(lái)源的基因(DNA分子),按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖,在體外構(gòu)建雜種DNA分子,然后導(dǎo)入活細(xì)胞,以改變生物原有的遺傳特性,獲得新品種,生產(chǎn)新產(chǎn)品;或是研究基因的結(jié)構(gòu)和功能,揭示生命活動(dòng)規(guī)律。 基因工程技術(shù)誕生于20世紀(jì)70年代初,它是一門嶄新的生物技術(shù)科學(xué),它的創(chuàng)立和發(fā)展使生命科學(xué)產(chǎn)生了一次重大飛躍,證明并實(shí)現(xiàn)了基因的可操作性,使人類從簡(jiǎn)單地利用天然生物資源走向定向改造和創(chuàng)造具有新品質(zhì)的生物資源的時(shí)代。 基因工程技術(shù)誕生至今已經(jīng)取得了輝煌的成就,成為當(dāng)今生命科學(xué)研究領(lǐng)域中最有生命力和最引人注目的前沿學(xué)科之一,基因工程也是當(dāng)今新的產(chǎn)業(yè)革命的一個(gè)重要組成部分。        

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