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基因工程的基本操作程序

更新时间:2016/8/23 14:32:00  手机版

  基因工程的基本操作程序:

  1、目的基因的获取

  (1)目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因。

  (2)获取方法:①从基因文库中获取;②人工合成(反转录法和化学合成法);③PCR技术扩增目的基因。

  2、基因表达载体的构建

  (1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。

  (2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。如图:

  ①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。

  ②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。

  ③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。

  (3)基因表达载体的构建过程:

  3、将目的基因导入受体细胞

  (1)转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。

  (2)常用的转化方法:

  (3)重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。

  4、目的基因的检测和表达

  (1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。

  (2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。

  (3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。

  (4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

  知识点拨:

  1、构建基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下,便于获得所需的目的基因。

  2、PCR技术:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。PCR扩增是获取目的基冈的一种非常有用的方法,也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。目的:通过指数式扩增获取大量的目的基因。

  3、基因文库中不是直接保管相应基因,基因文库中的基因保存在受体菌中。

  4、在基因工程的四个操作步骤中,只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对,其余三个步骤都涉及碱基互补配对。

  5、原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,有利于目的基因的复制与表达,因此常用大肠杆菌等原核生物作为受俸细胞。

  6、植物细胞的全能性较高,可经植物组织培养过程成为完整植物体,因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞;动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。

  7、转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中,从而使受体生物获得了新的遗传特性的现象,从其变化的实质看,这种变异属于可遗传变异中的基因重组。

  知识拓展:

  1、基因文库的构建:

  (1)概念

  ①基因组文库:含有一种生物的全部基因。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因组文库。

  ②cDNA文库:只包含了一种生物的部分基因。

  (2)构建过程

  2、人工合成目的基因

  (1)反转录法:

  (2)人工合成目的基因

  3、PCR技术扩增目的基因

  ①原理:DNA双链复制

  ②过程:

  第一步:加热至90~95℃DNA解链;

  第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;

  第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

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