内容正文:
第一章 基因工程
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第一节 工具酶的发现和基因工程的诞生
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ZHISHI SHULI
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一
二
三
一、基因工程
1.基因工程是狭义的 工程。
2.基因工程的核心是构建 。
遗传
重组DNA分子
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二、基因工程诞生的理论基础
1.DNA是生物遗传物质的发现。
2.DNA 的确立。
3. 的认定。
双螺旋结构
遗传信息传递方式
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三、基因工程的基本工具
1.限制性核酸内切酶
(1)含义:是能够识别和切割DNA分子内一小段_______________ 序列的酶。
(2)特点:不同的限制性核酸内切酶能对DNA分子上不同的
进行识别和切割。
2.DNA连接酶
作用:具有缝合 的作用,可以将 和
连接在一起。
特殊核苷酸
特定的核苷酸序列
DNA片段
外源基因
载体DNA
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用DNA连接酶连接两个互补的粘性末端要连接几个磷酸二酯键?用限制性核酸内切酶切取一个特定基因要切断几个磷酸二酯键?
提示 两个;四个。
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3.载体
大肠杆菌质粒的分子结构示意图
(1)作用:将外源基因运送到 中。
(2)常用载体:质粒(最常用的是大肠杆菌的质粒)。
(3)质粒的化学本质:它在细菌中是独立于拟核之外的
分子。
(4)种类:质粒、λ噬菌体、植物病毒和动物病毒。
受体细胞
双链环状DNA
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1.来源:主要来源于原核生物。
自然界中,一些生物的DNA可进入其他种生物的细胞中,如噬菌体侵染细菌时噬菌体的DNA进入细菌中。生物为什么在长期的进化过程中没有因外源DNA的入侵而灭绝,仍能保持一种稳定状态呢?多细胞生物体有的有免疫系统,有的有具有保护作用的组织和器官;单细胞生物没有复杂的结构和系统,它是靠一种特殊的酶(即限制性核酸内切酶)将外来的DNA切断,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,这样可以保护细胞原有的遗传信息。所以,该酶主要存在于原核生物中。
2.种类:现已分离出的限制性核酸内切酶约4 000 种。
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3.在基因工程中的作用
特点:具有专一性,表现在两个方面:
①识别双链DNA中的特定核苷酸序列。
②切割特定序列中的特定位点,特定序列表现为中心对称,如EcoRⅠ酶的切割序列(如下图)。
限制性核酸内切酶切割DNA分子示意图
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4.作用实质
用限制酶切割DNA分子时被断开的是DNA链中的磷酸二酯键(即连接相邻脱氧核苷酸的键),而不是碱基间的氢键。
5.作用结果——形成DNA片段末端
粘性末端:是限制酶在识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开形成的,是错位切割,切割后的两端形成一种回文式的单链粘性末端,如下图所示。
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6.不同种类的限制性核酸内切酶在识别序列和切割位点上的区别