第3讲--用于核酸操作的工具酶
- 格式:ppt
- 大小:3.04 MB
- 文档页数:88
基因工程工具酶及其应用基因工程工具酶,顾名思义就是我们用来“操作”基因的那些“利器”,就像是高科技的“剪刀”和“胶水”,专门用来“修修补补”DNA的。
可能你会想,这个听起来是不是太复杂了?其实不然,别看它名字高大上,搞不好你每天吃的菜、喝的牛奶里就藏着它们的身影。
基因工程工具酶,乍一听让人觉得神秘,但它们实际上跟我们的生活息息相关,甚至在一些药品、疫苗的生产中,都少不了它们的身影。
说白了,它们就是为我们生活提供方便的小助手,做事不露声色,却能起到大作用。
要说的就是“限制性内切酶”,这个名字一听就让人觉得高深莫测,但它其实是个“拆家伙”。
它们的任务就是识别DNA中的特定序列,然后像个“小剪刀”一样,把DNA在特定的位置剪开。
这就好比你在家里找到了一个搞破坏的小偷偷偷把你家的锁给撬开了,不过呢,这种“撬锁”可不是什么坏事,它反而能帮我们更好地了解基因结构,还能帮我们在实验室里搞“基因拼图”。
比方说,如果你想从一个复杂的基因组里找到一个你感兴趣的基因,限制性内切酶就能把DNA剪成小片段,再通过其他技术把需要的部分“提取”出来,哎,这可是一项不小的技术活儿。
然后,得说说“连接酶”,你可以把它当作是“超级胶水”。
我们知道,DNA是由一段段的核苷酸组成的,断了的DNA片段就像是没接上的拼图。
这个时候,连接酶就登场了,它们可以把这些断裂的DNA片段粘合在一起。
想象一下,你买的拼图掉了一块,结果就拿来一瓶超级胶水,把它们完美粘合。
就这么简单。
它们的作用可不小哦,如果没有这些“胶水”,那些修补过的基因就根本没办法发挥作用。
很多时候,我们需要通过“拼接”不同的基因片段,来合成新的基因。
这个时候,连接酶就像是一个细心的工匠,把那些“零碎”的DNA拼接成一个完整的“作品”。
再来说说“聚合酶”,这也是我们生活中常见的一位“幕后英雄”。
如果你做过PCR实验,你一定听说过它。
聚合酶就像一个“复制工厂”,它能在一定条件下,把DNA分子一个接一个地“复制”出来。
现代分子生物学实验手册工具酶基因工程:在人工可以控制条件下,将基因剪切或重新组合,再导入另一生物体内,使这些基因在其中表达并遗传下去的一门技术。
核心:对基因进行人工切割、连接和重新组合,构建重组DNA。
工具酶:在基因工程的重组DNA过程中,所需要用到的酶的统称。
一、限制性内切酶(restriction endonuclease)主要功能:对外源性的双链DNA进行切割、水解,不允许外源性DNA存在于细菌自身细胞内。
(这种酶能对在自身细胞内存在的DNA种类给予限制——限制性内切酶)限制-修饰系统:合成限制性内切酶的细胞,其自身的DNA不受酶的切割,这是因为细菌细胞还会合成一种修饰酶,可以对自身DNA进行修饰,即改变DNA 原来具有的可以被限制性内切酶识别的核酸顺序结构,从而不被限制性内切酶识别及切割、水解。
保护自身遗传物质稳定的机制。
限制性内切酶:从原核生物中发现的,约600种,可识别108种不同的特定DNA顺序。
以内切方式水解核酸链中的磷酸二酯键,产生DNA片段的5’端为P,3’端为- OH。
命名:获得该酶的细菌属名的第一个字母(大写)+该菌种名的前两个字母(小写)+株系的字母(小写)或数字+罗马数字(同一株菌种不同内切酶的编号)例:细菌属名细菌种名菌株名称限制酶名称Arthrobacter luteus Alu I Escherichia coli RY13Eco R IH Ham H IBacillus amyloliquefaciensHaemophilus influenzae Rd Hin d III (一)三种常用内切酶1. I型限制性内切酶同时兼有切割DNA的功能和修饰酶的修饰功能。
在酶的识别位点上,若DNA两条链菌没有发生甲基化,则行使内切酶的功能,对DNA进行切割,同时转变成ATP酶。
若DNA双链中有一条链已发生甲基化,则此类酶显示修饰酶的作用,对另一条DNA进行甲基化修饰,然后在行切割功能。
核酸外切酶(exonuclease)DNA为dNTP,RNA为NTP)。
按作用的特性差异可以将其分为单链的核酸外切酶和双链的核酸外切酶。
exoⅦ)。
核酸外切酶Ⅶ(exo DNA分子上降解DNA,产生出寡核苷酸短片段,是一种耐受性很强的核酸酶。
核酸外切酶Ⅶ(exoⅦ)可以用来测定基因组DNA中一些特殊的间隔序列和编码序列的位exoⅢ)λexo)以及6核酸外切酶等。
大肠杆菌核酸外切酶Ⅲ(exo Ⅲ)可以降解双链DNA分子中的许多类型的磷酸二酯键。
其中主要的催化活性是催化双链DNA按大肠杆菌核酸外切酶Ⅲ(exoⅢ)通过其3′→5′外切酶活性使双链DNA分子产生出单链区,经过这种修饰的DNA再配合使用Klenowλ噬菌体核酸外切酶(λexo)最初是从感染了λ噬菌体的大肠杆菌细胞中纯化出来的。
这种酶催化双链DNA分子从5′-P末端进行逐步的水解释放出5′-单核苷酸。
但不能降解5′-OH末端。
内切酶(incision enzyme)这是一类能从DNA从而切断双链DNA的核酸水解酶。
它们不同于一般的脱氧核糖核酸酶(DNase),它们的切点大多很严格,要求专一的核苷酸顺序识别顺序内切酶主要分成三大类。
酶在DNA重组技术或基因工程中没有多大用处,无法用于分析DNA结构或克隆基因。
这类酶如EcoB、EcoK等。
此,这种限制性内切酶是DNA重组技术中最常用的工具酶之一。
这种酶识别的专一核苷酸顺序最常见的是4个或6个核苷酸,少数也有识别5个核苷酸以及7个、9个、10个和11个核苷酸的。
如果识别位置在DNA分子中分布是随机的,则识别4个核苷酸的限制性内切酶每隔46(4096)个核苷酸就有一个切点。
人的单倍体基因组据估计为3×199核苷酸,识别4个核苷酸的限制性内切酶的切点将有(3×109/2.5×102)约107个切点,也就是可被这种酶切成107片段,识别6个核苷酸的限制性内切酶也将有(3×109/4×103)约106个切点。