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(共18张PPT)
3.1 重组DNA技术的基本工具
第3章 基因工程
人胰岛素基因
...
...
...
...
— G A A T T C—
— G A A T T C—
— C T T A A G—
— C T T A A G—
基因工程技术生物——表达人胰岛素的大肠杆菌
基因工程技术生物——抗虫棉
苏云金杆菌的伴胞晶体蛋白
（Bt抗虫蛋白）破坏鳞翅目昆虫消化系统来杀死棉铃虫。
基因工程
基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物
新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
重组DNA技术的基本工具：
“分子手术刀”：限制性内切核酸酶（限制酶）
“分子缝合针”：DNA连接酶
“分子运输车”：载体
一、"分子手术刀"—限制性内切核酸酶（简称：限制酶）
1.主要来源：
原核生物
2.种类：
3.作用：
迄今已分离数千种
识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开
产生黏性末端或平末端
4.作用结果(切割产物)：
限制酶 EcoR Ⅰ
限制酶 Sma Ⅰ
5'
5'
3'
3'
3'
5'
5'
3'
识别序列的特点：中轴线两侧的碱基反向对称重复排列
5'
3'
3'
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黏性末端
黏性末端
5'
3'
3'
5'
限制酶 EcoR Ⅰ 的酶切过程
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3'
3'
5'
C
C
C
C
C
C
G
G
G
G
G
G
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3'
5'
C
C
C
C
C
C
G
G
G
G
G
G
限制酶 Sma Ⅰ 的酶切过程
当限制酶在它识别的中心轴线处切开时
平末端
平末端
5'
3'
3'
5'
C
C
C
C
C
C
G
G
G
G
G
G
二、"分子缝合针"—DNA连接酶
1.种类
2.作用部位：
每形成一个磷酸二酯键脱去一分子水
磷酸二酯键
连接黏性末端之间的磷酸二酯键
E·coli DNA/T4DNA连接酶-连接黏性末端
T4DNA连接酶-连接平末端
连接平末端之间的磷酸二酯键，
效率低
二、"分子缝合针"—DNA连接酶
E·coli DNA连接酶 和 T4 DNA连接酶的比较
目的基因只是切割下来的DNA片段，不能自我复制，在受体细胞分裂时可能造成基因丢失
思 考
为什么不直接将目的基因导入受体细胞中？
三、"分子运输车"—基因进入受体细胞的载体
（4）对受体细胞无害
（1）能在受体细胞中复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。
（2）有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段（基因）插入。
（3）具有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选。
（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）
载体必须具备的条件：
载体的类型：
质粒、噬菌体、动植物病毒等
常用的载体：质粒
有标记基因，
可用含氨苄青霉素
的培养基鉴别
有切割位点
能复制并带着插入的
目的基因一起复制
三、"分子运输车"—基因进入受体细胞的载体
* DNA连接酶：通过磷酸二酯键连接DNA片段。
DNA相关酶的比较
* DNA（水解）酶：断开磷酸二酯键，将DNA水解成四种脱氧核苷酸，
彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
*（DNA）限制酶：断开磷酸二酯键，形成DNA片段
* DNA聚合酶：以DNA两条链为模板，能将单个核苷酸
通过磷酸二酯键连接成DNA子链。
*（DNA）解旋酶：断开氢键，解开DNA双链， 形成两条脱氧核苷酸链。
C
原核核生物的基因结构
A
B
基因A
基因B
什么是基因？
基因是有遗传效应的DNA片段
A
B
有遗传效应
有遗传效应
能编码蛋白质的核苷酸序列
基因的结构：
编码区
非编码区
真核生物的基因结构
A
B
基因A
基因B

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