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1、
第21章 基因工程
基因工程:是指采用人工方法在體外將目的基因與載體進行重組,并將重組后的DNA分子引入宿主細胞中進行增殖或表達目的基因的過程。
基因工程的目的 :( 1)擴增獲得某一感興趣的基因或DNA序列;( 2)獲得感興趣基因的表達產(chǎn)物(蛋白質(zhì))。
基因工程的特點:分子水平操作,細胞水平表達
基因工程中目的基因:是指所要研究或應用的基因,也是需要克隆或表達的基因。目的基因來源:①人工合成;②從cDNA文庫中篩選;③從基因組文庫中篩選;④利用PCR合成(PCR是一種體外DNA擴增技術(shù),包括變性、退火、鏈延伸三個步驟)。
基因工程載體:是將外源DNA(目的DNA)片斷引入宿主
2、細胞的運載工具,其化學本質(zhì)為DNA 。
常用的載體主要包括質(zhì)粒、噬菌體和病毒三大類。這些載體均需經(jīng)人工改造后構(gòu)建,如除去致病基因,并賦予一些新的功能,如有利于進行篩選的標志基因、單一的限制酶切點等。
不同的基因工程中需要不同的工具酶,其中必備的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。能夠識別特定的堿基順序并在特定的位點降解核酸的酶稱為限制性核酸內(nèi)切酶。其所識別的順序往往為4-8個堿基對,且有回文結(jié)構(gòu)。
基因工程的主要操作過程:
1.載體和目的基因的分離(分):對載體DNA和目的基因分別進行分離純化,得到純品。
2.載體和目的基因的切斷(切):通常采用限制性核酸內(nèi)切酶,分別對載體DNA和目的基因進行切斷,以便于重組。由限制酶切斷后的末端可形成平端、3'-突出粘性末端和5'-突出粘性末端三種情況。形成粘性末端(cohesive end)者較有利于載體DNA和目的基因的重組。
3.載體和目的基因的重組(接):即將帶有切口的載體與所獲得的目的基因用連接酶連接起來,得到重新組合后的DNA分子。
4.重組DNA的轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)):將重組DNA用適當?shù)姆椒▽胨拗骷毎?
5.重組DNA的篩選和鑒定(篩):對含有重組體的宿主細胞進行篩選并作鑒定。
6.重組DNA的擴增或目的基因的表達(擴)。