第八章 基因工程与体外表达
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第十三章基因工程与基因体外表达第一节基因克隆一.限制性核酸内切酶二.基因克隆中具有不同功能的工具酶第二节基因克隆中特定的DNA载体一.常用克隆载体(质粒和病毒)二.表达载体将外源基因带入宿主并进行表达第三节基因克隆的过程一.获取目的基因二.选择和准备载体三.DNA片段的连接四.重组DNA导入宿主细胞进行扩增五.筛选与鉴定第四节真核细胞基因转染一.真核细胞转染的方法与原理二.转染细胞利用抗性标记进行筛选第五节利用重组DNA技术对基因进行改造一.对特定基因的定点诱变二.利用基因定点诱变技术改变基因工程蛋白的特性第六节克隆基因在适当的宿主细胞表达一.大肠杆菌表达系统二.哺乳动物细胞外源基因的表达三.其他宿主细胞中也表达制备真核蛋白第七节电子克隆本章重点:掌握:DNA克隆概念,限制性内切酶的定义及其特点,基因载体的种类。
重组DNA技术的基本过程,目的基因获取的方法,外源基因与载体的连接方式,重组DNA分子导入受体菌的方式,重组体筛选的方法。
熟悉:基因组DNA文库和cDNA文库的概念,目的基因表达体系的种类及其特点了解:自然界基因转移的方式:接合作用、转化及转导作用、转座;重组有两种类型,即位点特异性的重组和同源重组本章难点两种类型基因重组的机理;限制性内切酶的作用特点,基因载体的种类;重组DNA技术的基本环节中,目的基因的获取方法,外源基因与载体连接的方法,重组DNA导入受体菌的方法,重组体的筛选方法,以及原核和真核表达体系的优缺点比较核心词:DNA重组基因克隆载体宿主细胞基本概念:DNA重组(DNA recombination):不同来源DNA分子通过共价连接(磷酸二酯键)而组合成新的DNA分子的过程。
基因克隆(gene cloning):主要是进行制备DNA片段,并通过载体将其导入受体细胞,在受体细胞中复制,扩增,以获得单一DNA分子的大量拷贝的过程。
基因工程(genetic engineering):基因克隆后,利用克隆基因表达,制备特定的蛋白质或多肽产物,或定向改造基因结构所用的方法及相关的工作统称为基因工程。
(工程建筑套表)八章基因工程与体外表达中南大学生物科学和技术学院分子生物学研究中心教案授课科目:医学分子生物学授课内容:基因工程和体外表达授课对象:医学七年制、八年制授课时数:6学时授课教师:曾海涛授课地点:授课时间:授课教材:医学分子生物学(21世纪高等院校教材)胡维新主编,北京:科学出版社,2007,第壹版第八章基因工程和体外表达壹、目的要求:掌握:常用克隆载体;基因克隆的基本过程;外源基因在大肠杆菌和哺乳动物细胞中表达的原理和方法。
熟悉:限制性核酸内切酶和其他常用工具酶的概念和特点;定点诱变技术原理。
了解:昆虫表达系统;酵母表达系统。
二、讲授重点:基因克隆的基本过程。
三、讲授难点:α-互补筛选;阳性转染细胞的筛选;定点诱变技术原理。
四、教学方法:多媒体教学五、教具:多媒体课件六、讲授内容:第壹节基因工程中的工具酶壹、限制性核酸内切酶(restrictionenzyme)限制性核酸内切酶是基因克隆中最重要的工具酶,主要从原核细胞中提取。
它是壹种核酸内切酶,能从双链DNA内部特异位点识别且且裂解磷酸二酯键。
1.限制性核酸内切酶的分类Ⅰ型酶具有限制和DNA修饰作用。
这种酶在非特异性位点,通常在识别位点下游100到1000bp处切割DNA。
Ⅱ型酶能在DNA分子内部的特异位点,识别和切割双链DNA,其切割位点的序列可知、固定。
Ⅲ型酶和Ⅰ型酶壹样,具有限制和修饰活性,能在识别位点附近切割DNA,切割位点很难预测。
2.限制性内切酶的命名EcoRⅠE代表Escherichia属co代表coli种R代表RY13株3.限制性内切酶的识别和切割位点通常是4~6个碱基对、具有回文序列(palindrom)的DNA片段,大多数酶是错位切割双链DNA,产生5ˊ或3ˊ粘性末端(stickyend)。
如EcoRⅠ切割后产生5ˊ粘性末端.PstⅠ切割后产生3ˊ粘性末端.有壹些酶沿对称轴切断DNA,产生平端或钝端(Bluntend),如SmaⅠ.二、其他常用的工具酶1.DNA聚合酶Ⅰ(DNApolymeraseI)有聚合酶活性,3ˊ→5ˊ核酸外切酶活性,5ˊ→3ˊ核酸外切酶活性。