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生物化学教案：第十四章 基因重组与基因工程

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2010-第14章基因重组和基因工程 PPT课件

2010-第14章基因重组和基因工程 PPT课件

目录
Promega
Polylinker
MCS: multiple cloning site
目录
真 核 表 达 载 体 示 例
Invitrogen
目录
噬菌体 载体
目录
粘性质粒(cosmid) 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）
目录
内
容
一、自然界DNA重组和基因转移 二、重组DNA技术 三、重组DNA技术与 医学
目录
常用的工具酶
限制性核酸内切酶
逆转录酶 T4DNA连接酶
目录
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。
二、重组DNA技术基本原理
目录
基 因 克 隆 过 程 示 意 图
目录
以 质 粒 为 载 体 的 DNA 克 隆 过 程
（一）目的基因的获取
1. 化学合成法 2. 基因组DNA(genomic DNA library酶链反应(polymerase chain reaction, PCR)
HindⅡ Bam HⅠ
GTCGAC CAGCTG
GGATCC CCTAGG
GTC GAC CAG + CTG
G + GATCC G CCTAG
目录
目录
DNA连接酶(DNA ligase)
5’
O
3’

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。

14章基因重组与基因工程

14章基因重组与基因工程

载 体 的 选 择 标 准
常用载体：质粒DNA、噬菌体DNA、病毒DNA 粘粒(柯斯质粒）、细菌/酵母人工染色体
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。 在克隆载体基本骨架的基础上增加表达元件（如 启动子、RBS、终止子等）。
（三）目的基因（又称外源DNA）
• 基因组DNA：
在真核生物体，基因组是指一套完整单倍体DNA
（染色体DNA）和线粒体DNA的全部序列。
• cDNA：
经反转录合成的、与RNA（mRNA或病毒RNA）互补的
单链DNA。。
（四）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。
重组DNA分子 的获得
重组DNA分子 的扩增（克隆）
目的 :
1、获得大量某一感兴趣的基因或DNA序列
2、获得感兴趣基因的表达产物(蛋白质)
基因工程---- 实现基因克隆所采用的方法
及相关的工作称基因工程,
又称重组DNA工艺学。
生物技术工程:
基因工程、蛋白质工程、 酶工程、细胞工程等
（二） 工具酶
接合作用
转化作用
第二节
重组DNA技术
--DNA克隆，分子克隆
1972年，伯格首次证明可以用两种不 同物种的基因来人工合成DNA分子. 因在核酸的生化领域完成的重大研究 获得了1980年的诺贝尔化学奖。
加州大学旧金山分校的赫伯特· 博耶和斯坦福大学的斯坦 利· 科恩公布了他们的重组试验。他们使用的是大肠杆菌 中具有抗四环素功能的pSC101质粒，通过在这个质粒中嵌 入能够抗卡那霉素的基因，含有该质粒的大肠杆菌就可以 在同时加入了四环素和卡那霉素的培养基中生存繁殖。

第14章 基因重组和基因工程

第14章 基因重组和基因工程

⑶. 常用的基因工程载体
质粒 噬菌体 黏粒 病毒 穿梭质粒 其他载体：( BAC和 YAC )
①. 质粒 ( plasmid )
1. 质粒是存在于细菌染色体外的，
具有在宿主细胞内自主复制能力 的环状双链DNA分子。 2. 工程质粒载体不是天然质粒，是 人工构建的质粒。通过人工构建 赋予了质粒许多作为基因载体的 特征。
1. 2. 3. 4. 目的基因与载体的比例和浓度 连接酶的应用 重组条件的优化 自身连接的问题(双酶切)
pUC18 质粒
SmaI
ApoCⅡ
EcoRⅠ
T4DNA连接酶
EcoRⅠ
pUC18/mApoCⅡ克隆载体
pGEX.3X质粒 4952bp
多克隆位点
EcoR I
BamH I
SmaI
EcoR I 、B amH I
限制性核酸内切酶作用后产生两种末端：
钝性末端(blunt end) 粘性末端(sticky end)
Hind III
GTCGAC CAGCTG
BamH I
GGATCC CCTAGG
GTC GAC + CAG CTG
G + GATCC G CCTAG
粘性末端
5´-端突出 3´-端突出
5' AATTC 3' G
⑶. DNA连接酶
1. DNA连接酶是催化二个DNA片段之间相连 接的酶，是催化一个DNA片段的3’羟基和另 一个DNA片段的5’磷酸基间形成3’5- 磷酸二 酯键的酯化连接酶
2. DNA连接酶既能连接黏性互补末端，也能 连接平端 3. 基因工程中常用的是T4DNA连接酶
⑷ . 逆转录酶
1. 逆转录酶是以为RNA模板指导合成

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

安徽医科大学基础医学院生物化学教案
教材名称：授课对象：编写时间：授课日期：教学内容：普通高等教育“十五”规划教材《生物化学》第六版五年制心理、护理、妇幼、卫生等专业（理论54学时）
学年/学期：
年级/班级：
基因重组与基因工程
【教学目的与要求】
掌握：1. 基本概念：同源重组、基因工程。

2. 基因工程的基本过程。

熟悉：重组DNA技术的基本思路。

了解：重组DNA技术与医学的关系。

【本课内容学习指导】
重点：1. 重组DNA技术的相关概念。

2. 基因工程中常用的工具酶及载体。

3. 重组DNA技术基本原理。

难点：1. 基因重组。

2. 重组DNA技术基本原理。

进展：1. 克隆基因的表达。

2. 重组DNA技术的应用。

【教学方法】
多媒体教学为主，采用讲授式、启发式进行教学。

【教学时间分配】
3学时。

其中DNA的重组1学时，重组DNA技术2学时。

【自学内容与要点】
自学内容：重组DNA技术与医学的关系。

要点：重组DNA技术对生物学发展的作用。

【课后小结】
1. 自然界基因重组现象及意义。

2. 基因工程的概念。

3. 常用工具酶及载体。

4. 重组DNA技术的基本过程。

14第十四章 基因重组与基因工程

14第十四章 基因重组与基因工程

重组DNA技术学 recombination DNA Technology
自然界不同物种或个体之间的基因重组和 基因转移是经常发生的，它是基因变异和 物种演变、进化的基础。 人类进行基因克隆、动物克隆以及基因治 疗等科学实验和实践中所进行的基因操作 也离不开基因转移和重组。 重组DNA技术就是基于人们对自然界的基 因转移和重组的认识发展起来的。
基因重组有多种方式。
DNA重组 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) 位点特异的重组 转 座 (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。 又称基本重组。 基本重组 是最基本的DNA重组方式 ， 重组方式 是最基本的 通过链的断裂和再连接， 通过链的断裂和再连接，在两 个 DNA分子同源序列间进行 分子同源序列间进行 单链或双链片段的交换。 单链或双链片段的交换。
一、重组DNA技术相关概念 重组DNA技术相关概念
（一） DNA克隆 克隆 克隆(clone) 克隆
来自同一始祖的相同 副本或拷贝的集合。 副本或拷贝的集合。
“克隆” 在生物学领域不同层次的含义
（1）分子克隆(molecular clone) 、 DNA克隆、 基因克隆：
将某一特定DNA片段通过重组DNA技术插入到一个 载体中，然后在宿主细胞中进行自我复制所得到的 大量完全相同的该DNA片段的“群体”。

第十四章基因重组与基因工程-第14章基因重组与基因工程


• 细菌的基因转移包括接合、转化、转导
作用等，在这些过程中不同DNA分子间发
生的共价连接即为重组。
• 重组DNA（基因克隆）技术是应用酶学 的 方法, 在体外将目的基因与载体DNA接
合成复制子，再导入宿主细胞，筛选出
含有目的基因的转化子，经扩增提取获
得大量同一DNA分子。
• 重组DNA技术的基本过程可概括为“分、 切、接、转、筛”。
• 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
限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)：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。
BamHⅠ GGATCC CCTAGG G GATCC CCTAG + G
原 位 杂 交
2、非直接选择法：
免疫学方法：如免疫化学方法
酶免检测法
• 重组DNA技术简单概括为：
“分、切、接、转、筛”
第三节 重组DNA技术与医学的关系
（一）疾病基因的发现与克隆 （二）生物制药 （三）基因诊断 （四）基因治疗
（五）遗传病的预防
小
结
• 自然界基因转移伴发重组的形式有多种。
的受体分子（转化子）
（一）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)
组织或细胞染色体DNA
限制性内切酶 基因片断 克隆载体 重组DNA分子 受体菌基因组DNA：在真核生物体，基因组是
指一套完整单倍体DNA（染色体DNA）和 线粒体DNA的全部序列。
（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。

第十四章 基因重组与基因工程


2.噬菌体 噬菌体(bacteriophage, phage)是感染细菌的病 毒， 用作克隆载体的噬菌体有：λ噬菌体，M13噬 菌体。 野生型λ噬菌体经过改造，已衍生出100多种克 隆载体。λ噬菌体载体分为插入型和替换型 (置换型 )两类。 目前 应用较 广的是 E MBL 系列、 λg t 系列和 Charon系列等。
真核生物染 色体DNA
限制酶消化
cos L 左臂
限制酶部分消化
除去中间片段
R cos 右臂
~20 Kb DNA 片段
外源DNA与载体DNA混合
cos L ~20 Kb 外源 DNA 片段 R cos
连接反应
体外包装 mRNA 反转录酶 cDNA 复制 双链cDNAranscriptase） 是一种RNA依赖的DNA聚合酶，即以 RNA为模板合成DNA， 合成方向为 5ˊ→3ˊ延伸，无3ˊ→5ˊ外切酶活性。
5.逆转录酶（reverse transcriptase）
用于以m苷酸5´羟基末端磷酸化，或标记探针
Eco RⅠ+ Bg lⅡ 双酶切
+
AATTC G
A TCTAG
T4 DNA连接酶 15º C
GAATTC CTTAAG AGATCT TCTAGA
重组体
配伍末端的 连接情况和同一 限制酶切位点连 接相似。
2. 平端连接
适用于：限制性内切酶切割产生的平端 粘端补齐或切平形成的平端
目的基因
载体
限制性内切酶
克隆载体的质粒的特点：
（ 1 ）分子量相对较小，能在细菌内稳定存在， 有较高的拷贝数。 （ 2 ）具有一个以上的遗传标志，便于对宿主细 胞进行选择，如抗生素的抗性基因，β-半乳糖苷酶 基因（Lac Z）等。 （3）具有多个限制性内切酶的单一切点，便于 外源基因的插入。如果在这些位点有外源基因的 插入，会导致某种标志基因的失活，而便于筛选 。

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14章基因重组和基因工程

Bam HⅠ GGATCC CCTAGG Bg lⅡ AGATCT TCTAGA
G + GATCC CCTAG G
A +割位点 名 称 识别序列及切割点
切割后产生５’突出末端: BamHⅠ 5’…G▼GATCC...3’ Bgl Ⅱ 5’…A▼GATCT...3’ EcoR Ⅰ 5’…G▼AATTC...3’ Hind Ⅲ 5’…A▼AGCTT...3’ Hpa Ⅱ 5’…C▼CGG...3’ Mbo Ⅰ 5’…▼GATC...3’ Nde Ⅰ 5’…GA▼TATG...3’ 切割后产生3’突出末端: Apa Ⅰ 5’…GGGCC▼C...3’
GTCGAC CAGCTG
切割的化学本质：磷酸二酯键的断裂, 形成含5’— P 和3’—OH 末端的两个DNA片段。 对一特定的DNA而言，识别序列碱基对少的，则切点 数多，产生的片段小。
G GATCC + G CCTAG 粘端切口
GTC GAC CAG + CTG 平端切口
⑥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。
第二节 重组DNA技术 又称DNA克隆或分子克隆
㈠.相关概念
– DNA克隆 – 工具酶
– 目的基因
– 基因载体
㈡.基本原理 ㈢.重组DNA技术在医学中的应用及前景
㈠.重组DNA技术相关概念
1. DNA克隆
⑴克隆(clone):来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 ⑵获取同一拷贝的过程称为克隆化(cloning)，即无性繁殖。 ⑶水平：分子克隆(molecular clone)（即DNA 克隆）；细 胞克隆；个体克隆（动物或植物） ⑷DNA克隆:应用酶学的方法，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) 。
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4、转座重组
转座子(transposon, Tn)
1950年麦克林托克(McClintock)在对玉米籽粒颜色遗传进行观察时所发现。转座子在移位过程中，导致DNA链的断裂/重接，或是某些基因启动/关闭。
（1）原核细胞转座子
其原型是E.coli的IS(insertion sequence,插入序列)，一个细菌细胞常带少于10个IS序列。IS两端存在着反向重复序列IR(inverted repeat)，IR长短不一。IS本身没有任何表型效应，只携带和它转座作用有关的基因，称转座酶基因。
1、同源重组的概念和机制。
最基本的DNA重组方式，同源重组是指发生在同源序列间的重组，它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，又称基因重组。
2、细菌的基因转移与重组
接合作用、转化作用、转化作用。
3、特异位点重组
λ噬菌体DNA的整合，细菌的特异位点重组，免疫球蛋白的基因重排。
B．人工接尾法：即同聚物加尾连接法。当载体和目的基因无法采用同一种限制酶进行切断，无法得到相同得粘性末端时，可采用此方法。此法首先使用单链核酸酶将粘性末端切平，再在末端核苷酸转移酶的催化下，将脱氧核糖核苷酸添加于载体或目的基因的3'-端，如载体上添加一段polyG，则可在目的基因上添加一段polyC，故二者即可通过碱基互补进行粘合，再由DNA连接酶连接。
授课章节
第三篇 基因信息传递·第十四章 基因重组与基因工程
授课对象
2007级本科
临床专业1、2、3班
学时
4
时间
2008.11.24/30
授课地点
5315、5506、2301教室
教材
《生物化学》·第六版·人民卫生出版社
教学
目的
要求
1、掌握：基因重组和基因工程的概念，转化作，基因载体的类型。
2.先介绍本章内容概要，教学目标和要求，使学生明了本章应该学习哪些内容和重点内容；
3.就相应内容联系临床和生活实例，提高学习兴趣；
4.采用启发式教学，适当提问，启迪学生思维；
5.重点介绍基本概念和基本过程，将难点讲清楚。
D．用核酸杂交法进行分析鉴定：为了进一步鉴定重组基因体中的目的基因，可采用与目的基因部分互补的DNA片段作为探针，与含有重组体的细菌菌落进行杂交，经放射自显影，如结果为阳性，即可确定重组体中带目的基因。
思考题：
1．什么是同源重组（homologous recombination），其分子机制是什么？
（1）概念：
（2）DNA克隆
（3）工具酶
在重组DNA技术中，常需要一些工具酶进行基因操作。如限制性核酸内切酶、连接酶等
（4）目的基因
需要进行克隆的外源基因
（5）基因载体
携带外源基因进行入宿主的特殊DNA，如制裁粒等。
2、重组DNA技术基本原理及操作步骤：
（1）目的基因的2、熟悉：同源重组、特异位点的基因重组、转座重组的概念和基本过程，重组DNA技术的操作步骤。
3、了解：重组DNA技术与医学的关系，重组DNA技术的操作程序。
教学
重点
难点
1.重点：细菌基因转移的接合作用、转化作用和转导作，基因载体的类型。
（4）重组DNA的筛选和鉴定
由于重组体导入宿主细胞的比例通常较低，因此需要对含有重组体的宿主细胞进行筛选并作鉴定。可采用以下方法进行：
A．根据重组体的表型进行筛选：对于带有抗药基因的质粒重组体，可采用插入灭活法进行筛选。如pBR322中带有抗氨苄青霉素和抗四环素基因，当将目的基因插入抗四环素基因后，就可引起该基因失活，细菌对氨苄青霉素耐药，而对四环素敏感。在含氨苄青霉素的培养基上能够生长，而在含四环素的培养基上不能生长的细菌即为带重组体的细菌。
6．简述基因工程的基本过程。
7．作为载体的质粒应具备哪些基本条件？
8．列举常用的基因工程工具酶的特性和用途。
9．叙述常用的基因工程载体的种类、特点和用途。
10．怎样能在大肠杆菌中获得真核基因的表达产物？
授课特点
1.首先把第十三章的内容进行概要复习，再结合自然界遗传进化的规律导入至本篇所要学习的内容，承上启下；
（2）真核细胞转座子
真核细胞中转座子以玉米和果蝇研究最多。玉米中至少有4种影响突变和基因重组的转座子；果蝇中有多个在基因组内随机分布而能重复移动的转座子。而在其他高等生物基因组中都存在与玉米或果蝇转座子相似的序列。真和细胞基因组流动性可能比原核细胞更大。
三、重组DNA技术
1、重组DNA技术相关概念等
利用PCR合成：
D．如已知目的基因两端的序列，则可采用聚合酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）技术，在体外合成目的基因。但此法可能会造成克隆的目的基因碱基序列的改变。
（2）克隆载体的选择与构建
（3）目的基因和载体的连接方式
A．粘性末端连接法：当载体DNA和目的基因均用同一种限制酶进行切断时，二者即可带有相同的粘性末端。
2.难点：重组DNA技术基本原理和操作步骤。
教学
方法
大课讲授，适当结合临床和生活实际实例
教具
多媒体教学课件
授课
提纲
概述，基因重组与基因工程概念5mins
第一节DNA的重组
一、同源重组15mins
二、位点特异性重组15mins
三、接合、转化、转导20mins
四、转座20mins
小结5 mins
第二节重组DNA技术
2．基因工程概念
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。
二、自然界的基因重组
根据重组的机制和对蛋白质因子的要求不同,可以将狭义的基因重组分为三种类型,即同源重组、位点特异性重组和异常重组。同源重组的发生依赖于大范围的DNA同源序列的联会,在重组过程中,两条染色体或DNA分子相互交换对等的部分。真核生物的非姊妹染色单体的交换、细菌以及某些低等真核生物的转化、细菌的转导接合、噬菌体的重组等都属于这种类型。大肠杆菌的同源重组需要RecA蛋白,类似的蛋白质也存在于其他细菌中。位点特异性重组发生在两个DNA分子的特异位点上。它的发生依赖于小范围的DNA同源序列的联会,重组也只限于这个小范围。两个DNA分子并不交换对等的部分,有时是一个DNA分子整合到另一个DNA分子中。这种重组不需要RecA蛋白的参与。异常重组发生在顺序不相同的DNA分子间,在形成重组分子时往往依赖于DNA的复制而完成重组过程。例如,在转座过程中,转座因子从染色体的一个区段转移到另一个区段,或从一条染色体转移到另一条染色体。这种类型的重组也不需要RecA蛋白的参与。
一、重组DNA技术相关概念15mins
二、重组DNA技术基因原理25mins
三、重组DNA技术的研究进展15mins
四、重组DNA技术与医学的关系15mins
总结10mins
教 学 主 要 内 容
备 注
一、基因重组和基因工程的概念
1．基因重组概念
基因重组或称遗传重组是指由于不同DNA链的断裂和连接而产生的DNA片段的交换和重新组合，形成新的DNA分子的过程。因此，新的DNA分子中含有原来的两个DNA分子的片段。严格说来，所有DNA均是重组DNA。在遗传工程中，人们只是设法在试管中改变和连接DNA分子，企图引起基因表达发生比较简单的改变。在这里，人们只是模仿大自然在进化过程中进行的重组和突变而已。
A．直接从染色体DNA中分离：仅适用于原核生物基因的分离，较少采用。
B．根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。
C．从mRNA合成cDNA：采用一定的方法钓取特定基因的mRNA，再通过逆转录酶催化合成其互补DNA（cDNA），除去RNA链后，再用DNA聚合酶合成其互补DNA链，从而得到双链DNA。这一方法通常可得到可表达的完整基因。
2．什么是位点特异性重组(site-specific recombination)，其分子机制是什么？
3．什么是转座(transposition)，什么是转座子(transposon)，原核生物有哪几种基本形式？
4．什么是DNA重组技术？它包含那些内容？
5．基因工程(geneticengineering)中，目的基因的获取有哪些方法？
B．根据标志互补进行筛选：当宿主细胞存在某种基因及其表达产物的缺陷时，可采用此方法筛选重组体。即在载体DNA分子中插入相应的缺陷基因，如宿主细胞重新获得缺陷基因的表达产物，则说明该细胞中带有重组体。
C．根据DNA限制酶谱进行分析：经过粗筛后的含重组体的细菌，还需进行限制酶谱分析进一步鉴定。将单一细菌进行扩增后分别提取其DNA，用重组时所用的同一限制酶进行酶切，再将其与不含目的基因的载体一起进行电泳比较分析，如发现出现目的基因片段的电泳带即证明重组体中带有目的基因。