基因工程常用工具酶及应用
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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。
基因工程工具酶引言基因工程是一门利用重组DNA技术来改变生物体遗传性状的学科。
在基因工程的过程中,基因工程工具酶发挥着关键的作用。
本文将介绍几种常用的基因工程工具酶,包括限制性内切酶、连接酶和修饰酶。
一、限制性内切酶1.1 定义限制性内切酶(Restriction Enzyme)是一类具有特异性切割DNA双链的酶。
它可以识别并切割DNA的特定序列,通常这个序列是对称的,在切割后会产生特定的片段。
1.2 工作原理限制性内切酶能够通过识别和结合DNA的特定序列来进行切割。
它们通常识别的序列是4到8个碱基对长,具有一定的对称性。
一旦内切酶与特定序列结合,它会切断DNA的链,在特定的位置形成断裂,从而将DNA切割成特定的片段。
1.3 应用限制性内切酶在基因工程中有着广泛的应用。
它们可以用于构建基因工程载体、进行DNA片段的精确克隆等。
通过选择适当的限制性内切酶,可以对DNA进行特定的切割和连接,从而实现对目标基因的定向操作。
二、连接酶2.1 定义连接酶(Ligase)是一种酶类,能够将两条DNA片段连接起来。
在基因工程中,连接酶通常被用于连接目标基因和载体。
2.2 工作原理连接酶通过催化两条DNA片段之间的磷酸二酯键的形成来连接DNA。
它可以将两条具有互补末端的DNA片段连接在一起,形成一个新的DNA分子。
2.3 应用连接酶在基因工程中的应用非常广泛。
它们可以用于构建重组DNA分子、进行目标基因的插入等。
通过连接酶的作用,可以将多个DNA片段连接起来,构建出符合需要的重组DNA分子。
三、修饰酶3.1 定义修饰酶是指能够修饰DNA分子的酶类。
在基因工程中,修饰酶通常被用于添加或去除特定的DNA序列。
3.2 工作原理修饰酶可以通过催化酸解或碱解反应来改变DNA分子的结构。
它们可以添加或去除DNA上的甲基基团、酶解酶切位点等。
3.3 应用修饰酶在基因工程中起着重要的作用。
它们可以用于DNA甲基化的分析、目标基因的修饰等。
试论述基因工程的操作步骤和工具酶下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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《基因工程的工具——酶与载体》知识清单基因工程作为现代生物技术的核心领域之一,为人类带来了前所未有的机遇和挑战。
而在基因工程中,酶和载体是至关重要的工具,它们就像是工匠手中的精巧工具,帮助我们实现对基因的精确操作和转移。
一、基因工程中的酶1、限制性内切酶限制性内切酶,也被称为“分子剪刀”,是基因工程中最重要的工具酶之一。
它能够识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点将 DNA 分子切断。
这种特性使得我们能够从复杂的 DNA 分子中切取特定的基因片段。
不同的限制性内切酶识别的序列不同,这为基因工程的操作提供了丰富的选择。
限制性内切酶的作用就像是一把精准的剪刀,能够在 DNA 这个长长的“绳子”上剪出我们需要的特定片段。
比如,EcoRI 能识别GAATTC 序列,并在 G 和 A 之间切断 DNA 双链。
2、 DNA 连接酶当我们用限制性内切酶切下所需的基因片段后,需要将它们与其他DNA 片段连接起来,这时候就轮到 DNA 连接酶发挥作用了。
DNA 连接酶能够将两个具有相同黏性末端或平末端的 DNA 片段连接在一起,形成一个完整的 DNA 分子。
想象一下,DNA 连接酶就像是一个“胶水”,把被剪开的 DNA 片段重新粘在一起,使它们成为一个连续的整体。
3、 DNA 聚合酶在基因工程中,DNA 聚合酶常用于 DNA 的复制和扩增。
例如,PCR(聚合酶链式反应)技术就依赖于耐高温的 Taq DNA 聚合酶。
通过 PCR 技术,我们可以在体外大量扩增特定的 DNA 片段,为后续的实验和应用提供足够的材料。
4、反转录酶反转录酶能够以 RNA 为模板合成互补的 DNA(cDNA)。
这在获取真核生物的基因时非常有用,因为真核生物的基因中含有内含子,而通过反转录得到的 cDNA 不含内含子,更便于在原核生物中表达。
二、基因工程中的载体1、质粒质粒是一种存在于细菌细胞质中的小型环状 DNA 分子。
它具有自主复制能力,可以在细菌细胞内独立存在和复制。
第二章 基因工程中常用的工具酶限制性内切酶—主要用于DNA 分子的特异切割分子的特异切割DNA 甲基化酶—用于DNA 分子的甲基化分子的甲基化 核酸连接酶—用于DNA 和RNA 的连接的连接核酸聚合酶—用于DNA 和RNA 的合成的合成核酸酶—用于DNA 和RNA 的非特异性切割的非特异性切割核酸末端修饰酶—用于DNA 和RNA 的末端修饰的末端修饰其它酶类--用于生物细胞的破壁、转化、核酸纯化、检测等。
用于生物细胞的破壁、转化、核酸纯化、检测等。
§2-1 核酸内切限制酶定义:核酸内切限制酶是一类能够识别双链DNA 分子中的某种特定核苷酸序列,并由此切割DNA 双链结构的核酸内切酶。
双链结构的核酸内切酶。
到目前为止已经从许多种不同的微生物中分离出了2300种以上不同的核酸内切限制酶。
种以上不同的核酸内切限制酶。
核酸内切限制酶的发现及其生物功能(图)一 、限制修饰系统的种类(图)限制修饰系统的种类(图)二、 限制性内切酶的定义、命名1. 定义:广义指上述三个系统中的限制酶;广义指上述三个系统中的限制酶;狭义指II 型限制酶。
型限制酶。
2. 命名:限制酶由三部分构成,即菌种名、菌系编号、分离顺序。
限制酶由三部分构成,即菌种名、菌系编号、分离顺序。
例如:Hin d Ⅲ 前三个字母来自于菌种名称H. influenzae ,“d”表示菌系为d型血清型;“Ⅲ”表示分离到的第三个限制酶。
表示分离到的第三个限制酶。
Eco RI RI——Escherichia coli RI RI Hin d Ⅲ—Haemophilus influensae d ⅢSac I (II)—Streptomyces achromagenes I (Ⅱ)三、Ⅰ型和Ⅲ型核酸内切限制酶的缺点a.Ⅰ型核酸内切限制酶虽然能够识别DNA 分子中的特定序列,但它们的切割作用却是随机的,在距特异性位点至少1000bp 的地方可以随机地切割DNA 分子,因此这类酶在基因克隆中显然是没有用处的。