当前位置：文档之家 › 第十四章基因重组和基因工程

第十四章基因重组和基因工程

  • 格式：doc
  • 大小：61.00 KB
  • 文档页数：6

下载文档原格式

  / 6

合集下载

第七版生物化学_第14章基因工程

第七版生物化学_第14章基因工程

5´ 3´
5´ 3´
3´
5´
5´
3´
DNA
连接酶 3´
5´
5´
拼 接
片 段
3´
重
重
组
组
5´ 3´
5´3´
体
体
3´ 5´
3´ 内切酶
5´
(ruvC)
3´ 5´
5´ 3´
3´
5´
5´
3´
DNA
5´
连接酶
3´ 5´
3´
3´
53´´
5´
E.coli同源重组分子机制：
需数十种酶参与，其中最关键的是：RecA蛋白、 RecBCD复合物及RuvC蛋白。 RecA蛋白是由rec基因编码的，可结合单链DNA， 形成RecA—ssDNA复合物。 RecA蛋白具有多个DNA 结合位点，因此线性RecA—ssDNA复合物可以通过插 入同源的DNA双螺旋的大沟，形成三链DNA中间物， 并通过旋转逐渐取代双螺旋DNA中的一条链，与互补 链配对，将同源链置换出来，产生新的双链DNA分子， 从而完成DNA重组。
通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细 胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转 化作用 (transformation)。
例如：当细菌破裂溶解（溶菌）时，其裂解 的DNA片断可被另一细菌作为外源DNA摄取，并 重组整合进自己的基因组，随细菌基因一起复制、 转录、翻译，使受体菌获得新的遗传表型。
目录
2.倒位重组及后果： 以hix为特异重组位点，在倒位酶作用下，两个hix 之间的H片段进行特异位点重组(倒位)。其结果是 H2和rH1基因不表达，因为没有了启动子。但远方 的H1基因因没有阻遏蛋白的抑制而得以表达。所以， 倒位重组的后果是表达H1鞭毛蛋白而不表达H2鞭毛 蛋白。因此，沙门氏菌的位相是由于它的两种鞭毛 蛋白质H1和H2的交迭表达。在某一时期，菌体表达 其中的一种，但从不表达两种。

基因重组和基因工程

基因重组和基因工程

5´
3´
5´ 3´
5´3´
5´ 拼 接
重
组
体
3´ 5´
3´ 内切酶
5´
(ruvC)
3´ 5´
5´ 3´
5´ 3´
片 5´ 段 3´ 重 组 体 53´´
3´ 5´
DNA
连接酶
3´ 5´
3´ 5´
二、细菌的基因转移与重组
（一）接合作用
当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接 触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移 至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合 作用(conjugation)。
（三）转导作用
当病毒从被感染的（供体）细胞释放出 来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在 供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基 因重组即为转导作用(transduction)。
例 λ噬菌体的生活史
溶菌生长途径 (lysis pathway)
溶源菌生长途径 (lysogenic pathway)
①两个同源染色体DNA排列整齐
5´
3´
3´
5´
3´
5´
5´
3´
②一个DNA的一条链断裂、并与另一个 DNA对应的链连接，形成Holliday中间体
③通过分支移动产生异源双链DNA
5´
3´
5´
3´
5´ 内切酶 3´
3´ 5´
5´
3´
(recBCD)
3´ 5´
5´
3´
5´
3´
5´ 分支迁移 3´
3´
5´ (recA) 3´
催化多聚核苷酸5´羟基末端磷酸化，或标记探针
在3´羟基末端进行同质多聚物加尾
切除末端磷酸基

第十四章基因重组与基因工程.pptx

第十四章基因重组与基因工程.pptx
• 溶原菌：整合了噬菌体基因组的细菌。 • 裂解： 噬菌体感染大肠杆菌的第二步
DNA利用菌体的酶系统，复制自身及 外壳蛋白，组装成大量新 噬菌体，并 将细菌涨破。
• 溶原 和裂 解可 以相 互转 变。
整合
转导
• 溶原菌中 DNA可以原样地切离出来， 也可以把邻近的宿主DNA在切离时带走 一部分。后者称转导。
酶有不止一个切口，需经过改造。 • 一个切口：插入型载体。 • 二个切口：置换型载体。
噬菌体载体
目的基因的来源
• 直接从染色体DNA中分离：原核生物 • 人工合成：简单的多肽 • 从NA后建库。
穿梭质粒
酵母
动 植 物 病 毒 、 组织培养细胞 昆虫载体 DNA 直 接 导 入 生 殖 细 胞
DNA重组体的筛选与鉴定
• 根据重组载体的表型进行筛选： 如质粒的抗药性、营养素的依赖型
• DNA限制酶切图谱分析： 提取经粗选后的宿主DNA，用限制性内 切酶切割后与原来载体比较。
• 利用核酸杂交和放射自显影进行鉴定： 用目的基因作探针监测宿主DNA是否重 组体。
分 切 接 转 筛
载体和目的基因
• 载体：vector 在宿主细胞内可独立复制的完整DNA分 子。但必须利用宿主的酶系统，才能有 进一步的基因表达能力。
• 常用的载体有： 质粒、 噬菌体 、 M13 噬菌体 逆转录病毒DNA、昆虫病毒DNA
• 载体与宿主共培育可大量生成，经纯化 后可用于基因工程。
转化
细菌的转化
转化
• 病毒癌基因 感染宿主细 胞后，可整 合到宿主染 色体上，从 而使宿主细 胞癌变。
细胞的转化
转染：噬菌体感染宿主菌后，核酸进入菌体 内的过程。
整合
• 整合： 噬菌体感染大肠杆菌的第一步 噬菌体粘附于细胞壁上，将自身的 DNA注入菌体中。 此 DNA可与细菌染 色体重组，成为细菌染色体的一部分。

第十三、十四章 基因重组与基因工程 -

第十三、十四章 基因重组与基因工程 -

二、切－限制性内切酶（restriction endonuclease）的应用

定义：是一类能识别和切割双链DNA分子
中特定碱基顺序的核酸水解酶。

分类

I 型：复合功能酶－内切、甲基化、
ATP酶和DNA解旋；

III型：内切、甲基化 II 型：识别和切割双链DNA的特异顺序
三、接－外源基因与载体的连接
基因的改造 “显微工程”
三件必备“工具”
第一节 重组DNA技术相关概念及意义
一、有关DNA克隆的相关概念
克隆（clone）:
通过无性繁殖过程
所产生的与亲代完全相同的子代群
体。获取着一群体的过程称为克隆 化（cloning）。
重组DNA技术(recombinant DNA
technology) ： 是按人类的意愿，在体外

第十四章 基因重组与基因工程
Genetic engineering enables scientists to produce clones of cells or organisms that contain the same genes.
自然进化
人 工 育 种
畜力车
基因工程基因工程基因组(genomiclibrary)：将
某种生物细胞的基因组DNA切割成一定 大小的片段后，分别与合适的载体重组 并导入宿主细胞内克隆保存。这种保存 在宿主细胞内的整个library)：将分离
纯化获得某种真核细胞中的全部mRNA， 并将mRNA逆转录成cDNA，如此获得的 cDNA通过重组、克隆方法保存在宿主细 胞中。这种保存在-gal筛选
杂交（核酸分子杂
交、菌落原位杂交）
序列分析

生物化学试题及答案(14

生物化学试题及答案(14

生物化学试题及答案〔14〕第十四章基因重组与基因工程[测试题]一、名词解释：1.基因工程〔geneticengineering〕。

2.接合作用(conjugation)。

3.转化作用(transforation)。

4.转导作用(transduction)。

5.转座(transposition)。

6.转座子(transposons)。

7.同源重组(homologousrecombination)。

8.全然重组(generalrecombination)。

9.DNA克隆〔DNAcloning〕。

10.复制子(replicon)。

11.限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease)。

12.回文结构〔palindrome〕。

13.配伍末端〔compatibleend〕。

14.目的DNA〔targetDNA〕。

15.互补DNA(complementaryDNA；cDNA)。

16.克隆载体(cloningvector)。

17.表达载体(expressionvector)。

18.质粒(plasmid)。

19.α—互补(alphacomplementation)。

20.基因组DNA文库(genomicDNAlibrary)。

21.标志补救(markerrescue)。

22.转染〔transfection〕。

23.基因组DNA〔genomicDNA〕。

24.感受态细胞〔competentcell〕。

25.聚合酶链反响(polymerasechainreaction)。

26.cDNA文库(cDNAlibrary)。

27.保守性转座(conservativetransposition)。

28.复制性转座(duplicativetransposition)。

29.溶菌生长途径(lysispathway)。

30.溶源生长途径(lysogenicpathway)。

二、填空题：31.自然界的常见基因转移方式有____、____、____、____。

生物化学第十四章-基因重组和基因工程

生物化学第十四章-基因重组和基因工程

第十四章基因重组和基因工程一、自然界的基因转移和重组：基因重组(gene recombination)是指DNA片段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。

1．接合作用：当细胞与细胞相互接触时，DNA分子即从一个细胞向另一个细胞转移，这种遗传物质的转移方式称为接合作用（conjugation）。

2．转化和转染：由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程称为转化(transformation)。

噬菌体常常可感染细菌并将其DNA注入细菌体内，也可引起细菌遗传性状的改变。

通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染(transfection)。

转染是转化的一种特殊形式。

3．整合和转导:外来DNA侵入宿主细胞，并与宿主细胞DNA进行重组，成为宿主细胞DNA的一部分，这一过程称为整合。

整合在宿主细胞染色体DNA中的外来DNA，可以被切离出来，同时也可带走一部分的宿主DNA，这一过程称为转导(transduction)。

来源于宿主DNA的基因称为转导基因。

4．转座：转座又称为转位（transposition），是指DNA的片段或基因从基因组的一个位置转移到另一个位置的现象。

这些能够在基因组中自由游动的DNA片段包括插入序列和转座子两种类型。

⑴插入序列：典型的插入序列（insertion sequence，IS）是长750-1500bp的DNA片段，由两个分离的反向重复序列和一个转座酶基因。

当转座酶基因表达时，即可引起该序列的转座。

其转座方式主要有保守性转座和复制性转座。

⑵转座子：转座子(transposons)是可从一个染色体位点转移到另一个位点的分散的重复序列，含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他基因（如抗生素抗性基因）。

免疫球蛋白重链基因由一组可变区基因（VH）和一组恒定区基因（CH）构成，通过这些基因的选择性转座和重组，就可以转录表达出各种各样的免疫球蛋白重链，以对付不同的抗原。

中国医科大学-生物化学-14 基因重组与基因工程

中国医科大学-生物化学-14 基因重组与基因工程

Holliday模型中，同源重组主要4个关键步骤
①两个同源染色体DNA排列整齐 ②一个DNA的一条链断裂、并与另一个DNA
对应的链连接，形成Holliday中间体 ③通过分支移动产生异源双链DNA ④Holliday中间体切开并修复，形成两个双链
重组体DNA，分别为： 片段重组体(patch recombinant)
5´ 3´
5´
3´ DNA 5´
3´
3´
5´ 连接酶 3´
5´
3´
5´
3´
5´
5´
3´
5´
3´
Holiday中间体
5´ 3´ 3´ 5´
3´ 5´
3´ 5´ 5´ 3´
3´ 5´
3´
3´
5´
5´
内切酶 (ruvC)
5´ 3´
5´ 3´
Hale Waihona Puke 3´5´5´ 3´
5´ 3´ 5´ 3´
5´ 3´
3´ 5´
DNA连接酶
Ⅰ类酶由三种不同的亚基组成，需要Mg2+、 S-腺苷酸甲硫氨酸(SAM)和ATP为辅助因子。这 类酶识别部位复杂，特异性差，通常在识别部位 周围400～7000bp范围内切割DNA。
Ⅲ类酶由二种亚基组成，需要Mg2+、ATP为辅 助因子，DNA切割发生在识别部位周围25～27bp 范围内。
Ⅱ类酶由一种亚基构成，切割DNA仅需要 Mg2+作为辅助因子，DNA切割就发生在特异识 别部位范围内。Ⅱ类酶切割DNA的特异性强， 被分子生物学家广泛研究，通常所指的限制性内 切酶，即指此类酶而言。
例 （一）λ噬菌体DNA的整合
λ噬菌体的整合酶识别噬菌体DNA和宿主 染色体的特异靶位点发生选择性整合；反转 录病毒整合酶可特异地识别、整合反转录病 毒 cDNA 的 长 末 端 重 复 序 列 (long terminal repeat, LTR)。

医学分子生物学——基因重组与基因工程

医学分子生物学——基因重组与基因工程

医学分子生物学名词解释——基因重组与基因工程1、同源重组：发生在同源序列间的重组，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。

又称基本重组。

2、转化作用：通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用。

3、转导作用：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用。

4结合作用：当细胞或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用。

5位点特异重组：是由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。

6转座：由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座。

7、DNA克隆：应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或重组DNA。

8、基因载体：为携带目的基因，实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。

10、载体：克隆载体为使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体称为克隆载体。

9、表达载体：为使插入的外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体。

10、同尾酶：有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同，但切割DNA后，产生相同的粘性末端，称为同尾酶。

15、配伍末端：有些限制性内切酶虽然识别序列完全相同，但切割DNA后产生相同类型的粘性末端，称为配伍末端，可进行相互连接。

第十四章基因重组与基因工程2

第十四章基因重组与基因工程2
的筛选和鉴定； • 有克隆位点（外源DNA插入点），常具
有多个单一酶切位点，称为多克隆位点； • 分子量小，以容纳较大的外源DNA。
第十四章基因重组与基因工程2
（三）外源基因与载体的连接
第十四章基因重组与基因工程2
1、粘性末端连接： • 同一限制酶切割位点连接 • 配伍末端连接
第十四章基因重组与基因工程2
第十四章基因重组与基因工程2
（五）重组体的筛选
1、直接选择： 抗药性标记选择
插入失活法 标志补救 分子杂交法：
原位杂交、Southern印迹
第十四章基因重组与基因工程2
第十四章基因重组与基因工程2
原 位 杂 交
第十四章基因重组与基因工程2
2、非直接选择法： 免疫学方法：如免疫化学方法 酶免检测法
指一套完整单倍体DNA（染色体DNA） 和线粒体DNA的全部序列。
第十四章基因重组与基因工程2
（四）基因载体（克隆载体）：为携带目 的基因，实现其无性繁殖或表达有意义 的蛋白质所采用的一些DNA分子。
常用载体：质粒DNA、噬菌体DNA、病 毒DNA
第十四章基因重组与基因工程2
克隆载体(cloning vector)：为使插入的外 源DNA序列被扩增而特意设计的载体。 表达载体(expression vector)：为使插入的 外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意 设计的载体。
组织或培养细胞 mRNA
载体
cDNA
cDNA与载体连接基因工程2
（二）克隆载体的选择 常用载体：质粒DNA、噬菌体DNA、病 毒DNA
第十四章基因重组与基因工程2
载体的选择标准： • 能自主复制； • 具有两个以上的遗传标记物，便于重组体
（三）转导作用(transduction)：当病毒从被 感染的（供体）细胞释放出来、再次感染 另一（受体）细胞时，发生在供体细胞与 受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为 转导作用。

-第十四章 基因重组与基因工程

-第十四章 基因重组与基因工程

•
人生不是自发的自我发展，而是一长 串机缘 。事件 和决定 ，这些 机缘、 事件和 决定在 它们实 现的当 时是取 决于我 们的意 志的。2 020年1 1月4日 星期三 1时20 分14秒 Wednes day , November 04, 2020
•
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20. 11.4202 0年11 月4日星 期三1 时20分1 4秒20. 11.4
➢ 整合后的外来DNA仍然可随染色体 DNA一起复制，并在适当的条件下进 行表达，但也可在相当长的一段时间内 不表达。
三、整合和转导
整合在宿主细胞染色体DNA中的外来 DNA，可以被切离出来，同时也可带走 一部分的宿主DNA，这一过程称为转导 (transduction)。 来源于宿主DNA的基因称为转导基因。 噬菌体感染宿主细胞后出现的溶菌途径 和溶源菌途径就是典型的整合和转导的 例子。
第十四章 基因重组与基因工程
Chapter 14 gene recombination and genetic engineering
基因重组与基因工程
基因重组(gene recombination)是指DNA片段在 细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进行交 换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。 基因工程(genetic engineering）是指采用人工 方法将不同来源的DNA进行重组，并将重组后 的DNA引入宿主细胞中进行增殖或表达的过程。
第一节 自然界的基因转移和重组
一、接合作用 当细胞与细胞相互接触时，DNA分 子即从一个细胞向另一个细胞转移， 这种遗传物质的转移方式称为接合 作用（conjugation）。
一、接合作用
接合作用的典型的例子是细菌所含的一 种质粒DNA--F因子，该因子含细菌性 鞭毛蛋白编码基因，当F+细菌与F-细菌 接触时，性鞭毛连接就会在两细胞间形 成，F因子被酶切成单链并通过性鞭毛 连接桥向F-细胞转移，从而使F-细菌转 变为F+细菌。

分子生物学原理--基因工程ppt课件

分子生物学原理--基因工程ppt课件

分子生物学原理
整合
• 整合： 噬菌体感染大肠杆菌的第一步
噬菌体粘附于细胞壁上，将自身的 DNA注入菌体中。 此 DNA可与细菌染色 体重组，成为细菌染色体的一部分。
• 溶原菌：整合了噬菌体基因组的细菌。
• 裂解： 噬菌体感染大肠杆菌的第二步
DNA利用菌体的酶系统，复制自身及 外壳蛋白，组装成大量新 噬菌体，并将 细菌涨破。
第十四章 基因重组与基因工程
10/28/2024
分子生物学原理
基因重组：genomic recombination 重组DNA：recombinant DNA
10/28/2024
分子生物学原理
第一节、自然界的基因重组
• 转化：transformation • 整合：integration • 转导：transduction • 转位：transposition
10/28/2024
分子生物学原理
转位
• 转位：一个或一组基因从一处转到基因 组的另一个位置。
• 这些游动的基因称为转位子(transposon)。
10/28/2024
分子生物学原理
转 位
10/28/2024
分子生物学原理
第二节、基因工程
• 基因工程：是用分离纯化或人工合成的 DNA在体外与载体DNA结合，成为重组 DNA，用以转化宿主，筛选出能表达重 组DNA的活细胞，加以纯化、传代、扩 增，成为克隆。也叫基因克隆或重组 DNA技术。
切割后与原来载体比较。
• 利用核酸杂交和放射自显影进行鉴定：用目 的基因作探针监测宿主DNA是否重组体。
10/28/2024
分子生物学原理
DNA重组体的筛选与鉴定
•灭 活法筛 选重组 体。

基因重组与基因工程练习题及答案

基因重组与基因工程练习题及答案

D、反转录酶
E、多聚核苷酸激酶
5、 常用于真核细胞转染的方法有
A、磷酸钙转染
B、脂质体转染
C、电穿孔
D、显微注射
E、DEAE 葡聚糖介导转染
二、名词解释
1、转化和转导作用 (transformation and transduction)
2、质粒 (plasmid)
3、目的基因(target DNA)
B、 不同限制性核酸内切酶识别相同的 DNA 序列，酶切产生的相同类型钝性末端
C、 同一限制性核酸内切酶识别不同的 DNA 序列，酶切产生的不同类型粘性末端
D、 不同限制性核酸内切酶识别不同的 DNA 序列，酶切产生的不同类型钝性末端
E、 不同限制性核酸内切酶识别不同的 DNA 序列，酶切产生的相同NA library and cDNA library )
5、多克隆位点(multiple cloning sites)
6、感受态细胞 (competent cell)
7、限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)
8、 用“蓝白选择”筛选、鉴定重组体，所用的半乳糖苷酶的底物是
A、X-gal
B、IPTG
C、PEG
D、Dextran
E、
Glycerol
9、 原核细胞表达系统表达产物形成包涵体的主要原因是
A、表达产物可溶
B、表达产物不溶
C、表达产物为融
合蛋白
D、表达产物不能被糖基化
E、表达产物不能形成特定的空间结构
B、2 个核苷酸
C、3 个核苷酸
D、4 个核苷酸
E、5 个核苷酸
5、 在下列双链 DNA 序列中不属于完全回文结构的是

生物化学与分子生物学试题及参考答案(六)

生物化学与分子生物学试题及参考答案(六)

生物化学试题及答案（14）第十四章基因重组与基因工程[测试题]一、名词解释：1. 基因工程（genetic engineering）。

2. 接合作用(conjugation )。

3. 转化作用(transforation )。

4. 转导作用(transduction )。

5. 转座(transposition )。

6. 转座子(transposons )。

7. 同源重组(homologous recombination )。

8. 基本重组(general recombination )。

9. DNA克隆（DNA cloning ）。

10. 复制子( replicon )。

11. 限制性核酸内切酶(restriction endonuclease )。

12. 回文结构（palindrome ）。

13. 配伍末端（compatible end ）。

14. 目的DNA （target DNA）。

15. 互补DNA (complementary DNA；cDNA )。

16. 克隆载体(cloning vector )。

17. 表达载体(expression vector )。

18. 质粒(plasmid )。

19. α—互补(alpha complementation )。

20. 基因组DNA文库( genomic DNA library )。

21. 标志补救(marker rescue )。

22. 转染（transfection ）。

23. 基因组DNA （genomic DNA）。

24. 感受态细胞（competent cell ）。

25. 聚合酶链反应(polymerase chain reaction )。

26. cDNA文库(cDNA library )。

27. 保守性转座(conservative transposition )。

28. 复制性转座(duplicative transposition )。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第十四章基因重组和基因工程Genetic Recombination and Genetic Engineering一、DNA的重组(DNA recombination)：DNA重组的类型：接合(conjugation)、转化(transformation)和转导(transduction)的基本概念；特异位点重组(site-specigic recombination)和转座重组(transposition)。

2学时二、重组DNA技术：DNA克隆(DNA cloning)、工具酶、目的基因(target DNA)、基因载体(cloning vector)；重组DNA技术基本原理及操作步骤。

3学时三、简介重组DNA技术与医学的关系。

1学时总学时：6学时一、DNA的重组（DNA Recombination）DNA重组的类型：同源重组(homologous recombination)、接合(conjugation)、转化(transformation)、转导(transduction)特异位点重组(site-specigic recombination)和转座重组(transposition)。

（一）同源重组发生在同源序列间的重组称为同源重组(homologous recombination)，又称基本重组。

是最基本的DNA重组方式，通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。

Homologous recombination（同源重组）: Recombination between two DNA molecules of similar sequence, occurring in all cells.以E.coli的同源重组为例，了解同源重组机制的Holliday模型。

Holliday 模型中，同源重组主要4个关键步骤：1．两个同源染色体DNA排列整齐2．一个DNA的一条链断裂、并与另一个DNA对应的链连接，形成Holliday 中间体3．通过分支移动产生异源双链DNA4．Holliday中间体切开并修复，形成两个双链重组体DNA，分别为：片段重组体(patch recombinant)：切开的链与原来断裂的是同一条链，重组体含有一段异源双链区，其两侧来自同一亲本DNA。

拼接重组体(splice recombinant)：切开的链并非原来断裂的链，重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA。

（二）细菌的基因转移与重组1．接合作用：当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌）的DNA转移称为接合作用(conjugation)。

2．转化作用：通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用 (transformation)。

Transformation: Introduction of an exogenous DNA into a cell, causing the cell to acquire a new phenotype.3．转导作用：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用(transduction)。

Transduction: The transfer of genetic information from one cell to another by means of a viral vector.（三）位点特异重组位点特异重组(site-specific recombination) 是由整合酶催化，在两个DNA 序列的特异位点间发生的整合。

Site-specific recombination: A type of genetic recombination that occurs only at specific sequences.（四）转座重组：由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座(transposition)。

Transposition: The movement of a gene or set of genes from one site in the genome to another.1．插入序列转座：插入序列(insertion sequences, IS)组成：二个分离的反向重复(inverted repeats, IR)序列，特有的正向重复序列。

发生形式：保守性转座(conservative transposition)复制性转座(duplicative transposition)2．转座子转座：转座子(transposons) ——可从一个染色体位点转移到另一位点的分散重复序列。

Transposon (transposable element): A segment of DNA that can move from one position in the genome to another.转座子组成：反向重复序列；转座酶编码基因；抗生素抗性等有用的基因。

二、重组DNA技术（Recombination Technique）（一） DNA克隆：克隆(clone):来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。

用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA）与载体DNA接合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子(replicon)，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或重组DNA (recombinant DNA)。

DNA cloning: Recombinant DNA technique in which specific cDNAs or fragments of genomic DNA are inserted into a cloning vector, which then is incorporated into cultured host cells (e.g., E. coli cells) and maintained during growth of the host cells; also called gene cloning.生物技术工程: 基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程等基因工程(genetic engineering) —实现基因克隆所用的方法及相关的工作称基因工程，又称重组DNA工艺学。

目的：①分离获得某一感兴趣的基因或DNA② 获得感兴趣基因的表达产物（蛋白质）（二）工具酶：限制性核酸内切酶； DNA聚合酶Ⅰ；逆转录酶；T4DNA连接酶；碱性磷酸酶；末端转移酶；Taq DNA聚合酶。

1．限制性核酸内切酶(restriction endonuclease, RE)是识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。

分类：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（基因工程技术中常用Ⅱ型）。

作用：与甲基化酶共同构成细菌的限制修饰系统，限制外源DNA，保护自身DNA。

命名：第一个字母取自产生该酶的细菌属名，用大写；第二、第三个字母是该细菌的种名，用小写；第四个字母代表株；用罗马数字表示发现的先后次序。

Ⅱ类酶识别序列特点—回文结构(palindrome)。

切口：平端切口、粘端切口同功异源酶：来源不同的限制酶，但能识别和切割同一位点，这些酶称同功异源酶。

同尾酶：有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同，但切割DNA后，产生相同的粘性末端，称为同尾酶。

这两个相同的粘性末端称为配伍未端(compatible end)。

（三）目的基因1．cDNA (complementary DNA)2．基因组DNA (genomic DNA)（四）基因载体定义-为携带目的基因，实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。

常用载体--质粒DNA；噬菌体DNA；病毒DNA。

克隆载体(cloning vector)为使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体称为克隆载体。

Cloning vector: An autonomously replicating genetic element used to carry a cDNA or fragment of genomic DNA into a host cell for the purpose of gene cloning. Commonly used vectors are bacterial plasmids and modified bacteriophage genomes.表达载体(expression vector)为使插入的外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体。

Expression vector: A modified plasmid or virus that carries a gene or cDNA into a suitable host cell and there directs synthesis of the encoded protein. Some expression vectors are designed for screening DNA libraries for a gene of interest; others, for producing large amounts ofa protein from its cloned gene.1. 质粒 (plasmid)：能在宿主细胞内独立自主复制；带有某些遗传信息, 会赋予宿主细胞一些遗传性状。

2. 噬菌体(phage)：3. 粘性质粒(cosmid)：4．其他：酵母人工染色体(yeast artificial chromosome, YAC)；细菌人工染色体 (bacterial artificial chromosome, BAC)；动物病毒DNA改造的载体：如腺病毒，腺病毒相关病毒，逆转录病毒。

（五）重组DNA技术基本原理目的基因的获取，克隆载体的选择和构建，外源基因与载体的连接，DNA导入受体菌，重组体的筛选，克隆基因的表达。

1．目的基因的获取：（1）. 化学合成法要求：已知目的基因的核苷酸序列或其产物的氨基酸序列。

（2）.基因组DNA文库(genomic DNA library)（3）. cDNA文库(cDNA library)（4）. 聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)2．克隆载体的选择和构建：3．外源基因与载体的连接：1.）粘性末端连接方式：(1)同一限制酶切位点连接；(2)不同限制酶切位点连接：配伍末端连接；非配伍末端连接。