基因编辑技术的概念和原理.ppt

基因编辑技术的概念和原理什么是基因编辑技术？基因编辑的研究背景基因编辑的研究背景基因编辑的研究背景基因编辑的研究背景基因编辑的优势基因编辑原理大家应该也有点累了，稍作休息基因编辑原理基因编辑原理基因编辑原理基因编辑技术的种类1.ZFN基因组编辑技术ZFN由锌指蛋白(ZFP)和FokⅠ核酸内切酶组成。其中，由ZFP构成的DNA识别域能识别特异位点并与之结合，而由FokⅠ构成的切割域能执行剪切功能，两者结合可使靶位点的双链DNA断裂(DSB)。于是，细胞可以通过同源重组(HR)修复机制和非同源末端连接(NHEJ)修复机制来修复DNA。HR修复有可能会对靶标位点进行恢复修饰或者插入修饰，而NHEJ修复极易发生插入突变或缺失突变。两者都可造成移码突变，因此达到基因敲除的目的。2.TALEN基因组编辑技术TALENs包含两个TALEN蛋白,每个TALEN都是由TALEarray与FokⅠ融合而成.其中一个TALEN靶向正义链上靶标位点,另一个则靶向反义链上的靶标位点.然后FokⅠ形成二聚体,在靶向序列中间的spacer处切割DNA,造成双链DNA断裂,随后细胞启动DNA损伤修复机制.针对不同的TALEN骨架,其最适宜的spacer长度不同,其长度范围一般为12~20bp.实验结果表明,TALENs在靶向DNA时,第一个碱基为T时其结合效果更佳。3.CRISPR/Cas9基因组编辑技术在这个系统中，只凭借一段RNA便能识别外来基因并将其降解的功能蛋白引起了研究者的兴趣。直到2012年，Jinek等第一次在体外系统中CRISPR/Cas9为一种可编辑的短RNA介导的DNA核酸内切酶，标志着CRISPR/Cas9基因组编辑技术成功问世。
CRISPR/Cas系统由Cas9核酸内切酶与sgRNA构成.转录的sgRNA折叠成特定的三维结构后与Cas9蛋白形成复合体,指导Cas9核酸内切酶识别特定靶标位点,在PAM序列上游处切割DNA造成双链DNA断裂,并启动DNA损伤修复机制.从不同菌种中分离的CRISPR/Cas系统,其CrRNA(或者是人工构建的sgRNA)靶向序列的长度不同,PAM序列也可能不同。三种不同技术的比较续表基因编辑新技术的用途1.基因功能研究1.基因功能研究1.基因功能研究1.基因功能研究2.基因治疗2.基因治疗2.基因治疗3.构建模式动物基因编辑新技术不受ES细胞的限制，效率高，速度快，且定点编辑更加精确，可在多种细胞及生物体的特定位点进行切割和修饰。构建转基因小鼠第一人Jaenisch与其同事最近利用CRISPR-Cas系统又构建了携带特异性突变的小鼠模型。
4.改造和培育新品种Shukla等对玉米进行肌醇磷酸激酶1(inositolphosphatekinase1，IPK1)基因的修饰，使其对除草剂的耐性增强，在发育的种子中肌醇磷酸盐表达谱也发生了与预期一样的改变。
Townsend等以烟草中的丙酮醇合酶(acetolactatesynthase)基因SuR(SuRA和SuRB)位点为靶标，育成了对咪唑啉酮(imidazolinone)除草剂和对磺脲(sulphonylurea)除草剂都有抵抗力的新品种。
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