第十五章基因重组与基因工程

拼接重组体（见Leabharlann 型图左边产物）：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。
5´ 3´
5´ 3´
3´ 5´ 拼 接
重
组
5´ 3´
体
三、位点特异性重组
位点特异性重组：由整合酶催化，在两个 DNA位点特异的短序列之间发生的切割和连 接反应: 噬菌体DNA整合
细菌特异位点重组
（二）细菌的特异位点重组
H片段
(a) hix
hix
DNA P hin P
h2
阻遏基因rh1
启动序列
h1
hin mRNA H2与阻遏基因mRNA
Hin重组酶
H2鞭毛素 阻遏蛋白
(b)
H片段倒位
P hin P h2
阻遏基因rh1
h1
hin mRNA
H1 mRNA
Hin重组酶
H1鞭毛素
沙门氏菌H片段特异位点重组(倒位)决定鞭毛相转变
Holliday Junction (A) The structure of a Holliday junction bound by Cre recombinase (gray), a bacteriophage protein. (B) A schematic view of a Holliday junction.
5´ 3´
3´ 5´
5´ 3´
片 5´ 段 3´ 重 组 体 53´´
3´
DNA 5´ 连接酶 3´
5´
3´ 5´
Holliday模型同源重组步骤
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

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

基因重组和基因工程都可以用来创造新的 生物性状或改良生物品种。
两者区别
9字
基因重组是自然发生的，而 基因工程是人工操作的。
9字
基因重组的结果具有不确定 性，而基因工程可以精确设 计和控制。
9字
基因重组通常发生在同一物 种内，而基因工程可以跨物 种进行。
9字
基因重组不需要额外的工具 或技术，而基因工程需要依 赖特定的工具和技术，如限 制性内切酶、DNA连接酶等 。
高一生物必修课件基因重组和 基因工程及其应用
汇报人：XX
20XX-01-13
CONTENTS
• 基因重组 • 基因工程 • 基因工程应用 • 基因重组与基因工程关系 • 实验：基因重组和基因工程操
作实践
01
基因重组
基因重组概念
基因重组定义
基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组 合。
05
实验：基因重组和基因工程操作实践
实验目的与原理
目的
通过实验操作，了解基因重组和基因工程的基本原理，掌握相关实验技能，培养科学探究精神和实验能力。
原理
基因重组是生物体内基因重新组合的过程，包括同源重组和非同源重组两种方式。基因工程则是通过人工手段对 基因进行改造和重组，实现特定性状或功能的表达。本实验将通过模拟基因重组和基因工程操作，加深对相关原 理的理解。
重组DNA分子的导入
目的基因的检测与鉴定
将重组DNA分子导入受体细胞，使目的基 因在受体细胞中表达。
通过PCR、Southern杂交等方法检测目的 基因是否成功导入并表达。
03
基因工程应用
农业生产应用
转基因作物
通过基因工程手段，将外 源基因导入农作物中，使 其获得抗虫、抗病、抗除 草剂等优良性状，提高作

（一） DNA克隆
克隆(clone):来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。
Clone: A population of identical cells or DNA molecules descended from a single progenitor. Also viruses or organisms that are genetically identical and descended from a single progenitor.
recombination that occurs only at specific
sequences depending on an enzyme-mediated
recognition. 3) Transposition recombination is
the movement of a gene or a set of genes from
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
第十四章
基因重组和基因工程
Genetic Recombination and Genetic Engineering
目录
第一节
DNA的重组
DNA Recombination
DNA重组
同源重组 (homologous recombination) 接合作用 (conjugation) 转化作用 (transformation) 转导作用 (transduction) 位点特异的重组(site-specific recombination) 转 座 (transposition)