页数：33页文件大小：8.88 MB来源： 动物生物化学ppt课件
本课件围绕DNA重组技术、目的基因的获得与鉴定、核酸分子杂交与基因芯片等核酸技术的应用展开，按章节顺序组织图示与要点说明，配套完整文字版，便于对照课件图片理解概念、代谢途径与关键结论。
第17章核酸技术
Technology of Nucleic Acid
本章主要内容
遗传分子核酸的结构与功能的阐明
用于研究核酸的工具酶的开发，由核酸的分子杂交性质建立起的一系列分析技术，使我们已经能够按照自己的意愿来摆布和操作基因，去改变生命有机体的遗传性状，甚至制造出新的物种，以服务于人类。
重组DNA技术使人类千百年的梦想变为了现实。一个梦想已成真
生长激素基因注入小鼠受精卵中培育出了“硕鼠”
本页为图示页，说明核酸技术原理与实际应用。
1 DNA重组技术
DNA重组技术是利用多种限制性内切酶和DNA连接酶等工具酶，以DNA为操作对象，在细胞外将一种外源DNA（来自原核或真核生物）和载体DNA重新组合连接（重组），形成重组DNA，然后将重组DNA转入宿主细胞（如大肠杆菌等），使外源基因DNA在宿主细胞中随宿主细胞的繁殖而增殖，并在宿主细胞中得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。
“基因工程”（gene engineering）或“分子克隆”（molecular cloning）
技术的两个基本目的1.直接利用基因主导生
技术的两个基本目的1.直接利用基因主导生长的基因、作物的抗性基因、基因诊断、基因治疗、指纹图谱等2.利用基因的表达产物疫苗、药物、组织激活物、生长因子、珍稀蛋白等
50 年来，核酸酶学的进步为DNA
的分析与鉴定提供了有力的工具。
主要的核酸酶有：DNA聚合酶（DNA polymerase ）klenow 片段，Taq 酶限制性核酸内切酶（restriction endonuclease ）逆转录酶（Reverse transcriptase）S1核酸酶（S1nuclease）连接酶（Ligase）拓扑异构酶（Topoisomerase）等核酸酶学
限制性核酸内切酶
一把神奇的“手术刀”具有内切和甲基化两种功能能够识别外源的核酸并将它切除有特异的识别位点，通常为4-8对碱基的旋转对称结构在其切口处留下黏性末端（sticky end）——具有互补序列的单股链，或者平头末端（blunt end）有3种类型，II型为主例如：EcoRI属种品系排序
目的基因克隆的技术路线获得
目的基因选择合适的可以携带目的基因的载体把目的基因插入到载体中去，得到重组载体将重组载体导入宿主细胞进行克隆（通过无性繁殖，随着宿主目的基因也得以扩增）对重组的克隆进行筛选使重组的宿主细胞大规模的表达目的基因
黏性末端（如质粒，噬菌体等）（如细菌）
目的基因克隆的技术路线利用表型特性，核酸杂交以及免疫化学等方法对克隆进行筛选
目的基因的制备
直接从染色体中分离
质粒是可以独立复制并在细菌之间转移的遗传单位
质粒还能赋予宿主菌某种表型其他的基因载体还有如：噬菌体，病毒等目的基因的载体plasmid DNAGenomic DNA
含有目的基因的重组宿主细胞（如细菌）
可以通过规模化的基因工程生产目的蛋白（如激素）
古埃及一具木乃伊的一个DNA
片段已经得到克隆打开了人们窥探过去的窗户
2 基因鉴定聚合酶连锁反应
DNA polymerase chain reaction ）目的基因可以通过以下系统在试管中得以大规模扩增一个温度和时间可以控制的反应体系含有双链DNA模板耐热的DNA聚合酶（如Taq酶）一对设计适当的RNA引物，dNTP原料，过量经“变性---退火---延伸”多次循环使目的DNA得以扩增
DNA核苷酸序列分析Sanger
双脱氧链终止法
利用一个标记的（如用同位素标记）
特异的，单股DNA或RNA片段——探针（probe），可以
是一系列基因鉴定方法的基础印迹技术
是一系列基因鉴定方法的基础印迹技术（Blotting）Southern blot——用探针鉴定DNANorthern blot——用探针鉴定RNA原位杂交（Hybridization in situ）指纹分析（Finger printing）基因芯片（DNA microarray）
分子杂交等技术可用来筛选重组克隆
本页为图示页，说明核酸技术原理与实际应用。
探针鉴定DNA称为Southern
印迹,鉴定RNA称为Northern印迹Southern-blot印迹杂交原理示意图
染色体的原位杂交
本页为图示页，说明核酸技术原理与实际应用。
基因芯片的应于发育
生物学研究
基础研究和应用领域具有广泛用途
DNA 芯片
同一物种不同生态型之间DNA多态性
RFLP DNA指纹（DNA fingerprint）
上世纪90年代初开始
年时间，人类完成了对自身染色体的30亿对碱基的序列测定，这就是所谓的人类基因组项目（HGP）
人类基因组项目基本完成
人类蛋白质组项目将要展开，旨在对人类基因组表达的全部蛋白质进行全面的、高通量的、精细的分析，这是后基因组时代的新的研究领域，对于人类认识自己，控制疾病的意义将难以估量
3 核酸技术的应
生命科学研究中的应用
核酸技术练习题
氨基酸参与了动物体内一些重要含N 小分子的合成。请指出以下3种物质的主要功能，它们各由哪些氨基酸为原料转变而成。
a. 肾上腺素；b. 磷酸肌酸；c. 嘧啶2.DNA的复制包括哪些主要阶段？为什么复制具有半保留性？为什么说子链的合成是半不连续的？3.转录的终止出现在DNA分子中特定的碱基顺序上。
原核DNA转录的终止顺序有明显的结构特点，请予描述。除此以外，还有什么其它的终止转录的方式？
核酸技术练习题（续）
a.说明氨基酰-tRNA合成酶的特点；b.图示原核70S 起始复合物；c.解释延伸因子Tu的作用；d.指出何时肽酰基转移酶起作用。5. 简述肾上腺素通过cAMP/PKA途径中酶的级联放大效应催化肌肉糖原分解的生物化学原理
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