基因工程样本模板.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第一章基因工程的基本知识1.1基因工程的概念狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因;广义的基因工程则指按人们意愿设计,经过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。简单地讲,基因工程就是改造基因。1.2几个基本概念生物工程(biologicalengineering):应用生命科学及工程学的原理,借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。基因工程(geneticengineering):将在体外进行修饰、改造的脱氧核糖核酸分子导入受体细胞中进行复制和表示的技术。遗传工程:用人工手段把一种生物的遗传物质转移到另一种生物的细胞中去,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表示的技术。DNA重组:发生在DNA分子内或分子间的遗传信息的重新共价组合过程。杂交育种:一般指远缘杂交,或两个遗传上不相关个体间进行繁殖后代的行为。蛋白质工程(proteinengineering):在基因工程的基础上,结合蛋白质结晶学,计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识经过对基因的人工定向改造等手段,对蛋白质进行修饰,改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。发酵工程:采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。1.3DNA重组与核酸杂交DNA重组(DNArecombination)指DNA分子内或分子间发生的遗传信息的重新共价组合过程。包括同源重组、特异位点重组和转座重组等类型,广泛存在于各类生物。体外经过人工DNA重组可获得重组体DNA,是基因工程中的关键步骤。核酸杂交(Hybridization):互补的核苷酸序列(DNA与DNA、DNA与RNA、RNA与RNA等)经过Watson-Crick碱基配对形成非共价键,从而形成稳定的同源或异源双链分子的过程,称核酸杂交。两者最大的不同是:核酸杂交是整条核酸链的重组,而DNA重组还包括核酸片段的重组。DNA重组技术是基因工程的前提和核心。第二章基因工程原理2.1基因改造的可能性DNA同源重组(自然重组):在生物细胞中自发进行,需要大量的酶类。DNA体外重组优点:微生物操作简单、易分析、成本低。方法:从头合成模仿生物细胞中DNA剪切和连接作用,利用生物酶类在体外进行DNA重组工作。2.2以限制酶作用为基础的基因工程的原理DNA限制性内切酶是指生物体内能识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。它能够将外来的DNA切断的酶,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样能够保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性内切酶(简称限制酶)。30多年前,当人们在对噬菌体的宿主特异性的限制-修饰现象进行研究时,首次发现了限制性内切酶。细菌能够抵御新病毒的入侵,而这种"限制"病毒生存的办法则可归功于细胞内部可摧毁外源DNA的限制性内切酶。首批被发现的限制性内切酶包括来源于大肠杆菌的EcoRI和EcoRII,以及来源于Haemophilusinfluenzae的HindII和HindIII。这些酶可在特定位点切开DNA,产生可体外连接的基因片段。研究者很快发现内切酶是研究基因组成、功能及表示非常有用的工具。当限制性内切酶的应用在上世纪七十年代流传开来的时候,以NEB为代表的许多公司开始寻找更多的限制性内切酶。除了某些病毒以外,限制性内切酶只在原核生物中被发现。人们正在从数以千计的细菌及古细菌中寻找新的限制性内切酶。而对已测序的原核基因组数据分析表明,限制性内切酶在原核生物中普遍存在--所有自由生存的细菌和古细菌似乎都能编码限制性内切酶。根据酶的亚单位组成、识别序列的种类和是否需要辅助因子,限制与修饰系统至少可分为四类:Ⅰ型(typeⅠ)限制与修饰系统的种类很少,只占1%,如EcoK和EcoB。其限制酶和甲基化酶(即R亚基和M亚基)各作为一个亚基存在于酶分子中,另外还有负责识别DNA序列的S亚基,分别由hsdR、hsdM和hsdS基因编码,属于同一操纵子(转录单位)。EcoK编码基因的结构为R2M2S。EcoB编码基因的结构为R2M4S2。Ⅱ型(typeⅡ)限制与修饰系统所占的比例最大,达93%。Ⅱ型酶相对来说最简单,它们识别回文对称序列,在回文序列内部或附近切割DNA,产生带3'-羟基和5'-磷酸基团的DNA产物,需Mg2+的存在才能发挥活性,相应的修饰酶只需SAM。识别序列主要为4-6bp,或更长且呈二重对称的特殊序列,但有少数酶识别更长的序列或简并序列,切割位置因酶而异,有些是隔开的。Ⅱs型(typeⅡs)限制与修饰系统,占5%,与Ⅱ型具有相似的辅因子要求