基因工程 (2)VIP免费

专题1基因工程基因工程的概念：1最终目的：按照人们愿望，定向改造生物遗传特性2操作水平：DNA分子水平3体外进行的人为的基因重组4一旦成功便可遗传5主要技术：体外DNA重组技术和转基因技术1.1DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切酶——“分子手术刀”1、作用：切割DNA工具2、来源：主要原核生物3、特点：1）识别某种特定的核苷酸序列，切断序列中的特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键2）识别序列（大多）：6个核苷酸组成4、结果：产生了DNA片段末端有两种形式：黏性末端和平末端磷酸二酯键DNA连接酶——“分子缝合针”1、作用：拼接两条DNA片段2、分类：E.coliDNA连接酶：只能连接互补的黏性末端T4DNA连接酶：可连接黏性末端和平末端基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1、常用载体：主要是质粒其他载体：动植物病毒、λ噬菌体的衍生物作用：携带外源DNA进入受体细胞2、载体具备的条件：1）能自我复制2）有切割位点3）有遗传标记基因4）对受体细胞无害1.根据你所掌握的知识，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么吗？提示：原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，以防止外来病原物的侵害。限制酶就是细菌的一种防御性工具，当外源DNA侵入时，会利用限制酶将外源DNA切割掉，以保证自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。（一）思考与探究2和7能连接形成…ACGT……TGCA…；4和8能连接形成…GAATTC……CTTAAG…；3和6能连接形成…GCGC……CGCG…；1和5能连接形成…CTGCAG……GACGTC….DNA连接酶与DNA聚合酶是一回事吗？为什么？答：不是一回事。基因工程中所用的连接酶有两种：一种是从大肠杆菌中分离得到的，称之为E·coli连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到，称为T4连接酶。这两种连接酶催化反应基本相同，都是连接双链DNA的缺口（nick），而不能连接单链DNA。DNA连接酶和DNA聚合酶都是形成磷酸二酯键（在相邻核苷酸的3位碳原子上的羟基与5位碳原子上所连磷酸基团的羟基之间形成），那么，二者的差别主要表现在什么地方呢？（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上，形成磷酸二酯键；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。提示：迄今为止，基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的，它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA，是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制，对于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在长期演化过程中，含有某种限制酶的细胞，其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列，或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开。这样，尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断，并且可以防止外源DNA的入侵.联系你已有的知识，想一想，为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA？