首页生物学生物化学生物化学与分子生物学 23 第二十一章 DNA重组及重组DNA技术.pptx

23 第二十一章 DNA重组及重组DNA技术.pptx

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本课件围绕DNA重组和重组DNA技术展开,依次讲解自然界的DNA重组与基因转移、重组DNA技术的工具酶与载体、重组DNA技术的操作步骤与医学应用等主要内容,配合结构图示与要点归纳,帮助理清知识脉络与核心考点。

DNA重组和重组DNA技术课件封面,标示本章围绕自然界DNA重组和基因转移、重组DNA技术、重组DNA技术基本原理和操作步骤等内容展开。
DNA重组,是指不同DNA分子断裂和连接而产生DNA片段的交换并重新组合形成新DNA分子的过程。
第一节 自然界DNA重组和基因转移章节标题页,本节依次讲解DNA重组同源重组、一、同源重组是最基本的DNA、一个DNA的一条链断裂。
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第1页:第二十一章

DNA重组和重组DNA技术DNA Recombination andRecombinant DNA technology第二十一章

第2页:DNA重组

  • DNA重组(DNArecombination)是指不同DNA分子断裂和连接而产生DNA片段的交换并重新组合形成新DNA分子的过程。
  • 重组DNA技术(recombinantDNAtechnology)是指在体外将两个或两个以上DNA分子重新组合并在适当细胞中增殖形成新DNA分子的过程。

第3页:第一节 自然界

第一节自然界DNA重组和基因转移DNA Recombinationand Gene Transfer in Nature

第4页:DNA重组同源重组

DNA重组同源重组(homologous recombination)位点特异的重组(site-specific recombination)转座重组(transposition recombination)接合作用(conjugation)转化作用(transformation)转导作用(transduction)

第5页:一、同源重组是最基本的DNA重组方式

  • 发生在同源序列间的重组称为同源重组(homologousrecombination),又称基本重组(generalrecombination)。是最基本的DNA重组方式,通过链的断裂和再连接,在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。
  • 以E.coli的同源重组为例,了解同源重组机制的Holliday模型一、同源重组是最基本的DNA重组方式

第6页:一个DNA的一条链断裂

  • Holliday模型的4个关键步骤:
  • 两个同源染色体DNA排列整齐;片段重组体(patch recombinant)拼接重组体(splice recombinant)
  • 一个DNA的一条链断裂、并与另一个DNA对应的链连接,形成Holliday中间体;
  • 通过分支移动产生异源双链DNA;
  • Holliday中间体切开并修复,形成两个双链重组体DNA,分别为:

第7页:片段重组体(见模型图左边产物)

  • 片段重组体(见模型图左边产物):切开的链与原来断裂的是同一条链,重组体含有一段异源双链区,其两侧来自同一亲本DNA。
  • 拼接重组体(见模型图右边产物):切开的链并非原来断裂的链,重组体异源双链区的两侧来自不同亲本DNA。

第8页:参与细菌DNA同源重组的酶有数十种

  • 参与细菌DNA同源重组的酶有数十种,其中最关键的是RecA蛋白、RecBCD复合物和RuvC蛋白。
  • RecBCD复合物具有三种酶活性,即依赖于ATP的核酸外切酶活性、可被ATP增强的核酸内切酶活性以及需要ATP的解螺旋酶活性。
  • RecA蛋白可结合单链DNA(ssDNA),形成RecA-ssDNA复合物。
  • RuvC有内切酶活性,能专一性识别Holliday连接点,并有选择地切开同源重组体的中间体。

第9页:中间体5

内切酶(recBCD)DNA侵扰(recA)分支迁移(recA)内切酶(recBCD)DNA连接酶5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´5´3´3´3´5´3´5´3´3´5´5´3´5´3´5´3´Holliday中间体5´3´5´3´5´3´5´3´

第10页:内切酶(ruvC)内切酶

Holliday中间体5´3´5´3´5´3´5´3´5´5´3´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´5´5´5´5´3´3´3´3´内切酶(ruvC)内切酶(ruvC)DNA连接酶DNA连接酶片段重组体拼接重组体

第11页:二、位点特异重组是发生在特异位点间

二、位点特异重组是发生在特异位点间的DNA整合

  • 位点特异重组(site-specific recombination)是由整合酶催化,在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。

第12页:(一)λ噬菌体DNA的整合

λ噬菌体的整合酶识别噬菌体和宿主染色体的特异靶位点发生选择性整合;反转录病毒整合酶可特异地识别、整合反转录病毒cDNA的长末端重复序列(longterminalrepeat,LTR)。

(一)λ噬菌体DNA的整合

第13页:(二)细菌的特异位点重组沙门氏菌H片段倒

(二)细菌的特异位点重组沙门氏菌H片段倒位决定鞭毛相转变。

第14页:hix为反向重复序列

hix为反向重复序列,它们之间的H片段可在Hin控制下进行特异位点重组(倒位)。H片段上有两个启动子P,其一驱动hin基因表达,另一正向时驱动H2和rH1基因表达,反向(倒位)时H2和rH1不表达。

rH1为H1的阻遏蛋白基因。

第15页:H2鞭毛素阻遏蛋白Hin重组酶转位片段h

H2鞭毛素阻遏蛋白Hin重组酶转位片段hinH2IH1H1鞭毛素hinH2IDNA启动序列H1启动序列沙门氏菌H片段倒位决定鞭毛相转变

第16页:(三)免疫球蛋白基因的重排•免疫球蛋白

(三)免疫球蛋白基因的重排

  • 免疫球蛋白(Ig),由两条轻链(L链)和两条重链(H链)组成,分别由三个独立的基因族编码,其中两个编码轻链(κ和λ),一个编码重链。轻链的基因片段:重链的基因片段:L V J CL VDJ C

第17页:重链(IgH)基因的V-D-J重排和轻链

重链(IgH)基因的V-D-J重排和轻链(IgL)基因的V-J重排均发生在特异位点上。在V片段的下游,J片段的上游以及D片段的两侧均存在保守的重组信号序列(recombinationsignalsequence,RSS)。

此重排的重组酶基因rag(recombinationactivatinggene)共有两个,分别产生蛋白质RAG1和RAG2。

CACAGTG(12/23)ACAAAAACCGTGTCCAC TGTTTTTGG重组信号序列基因片段

第18页:免疫球蛋白基因重排过程

免疫球蛋白基因重排过程

第19页:三、转座重组可使基因移位

三、转座重组可使基因移位

  • 由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座(transposition)。
  • 大多数基因在基因组内的位置是固定的,但有些基因可以从一个位置移动到另一位置。这些可移动的DNA序列包括插入序列和转座子。

第20页:(一)插入序列转座•二个分离的反向重复

  • 插入序列(insertion sequences, IS)组成:IRTransposase GeneIR(一)插入序列转座
  • 二个分离的反向重复(inverted repeats, IR)序列
  • 特有的正向重复序列
  • 一个转座酶(transposase)编码基因

第21页:插入序列发生转座的形式

插入序列发生转座的形式:保守性转座(conservative transposition)复制性转座(duplicative transposition)

第22页:插入序列的复制性转座

插入序列的复制性转座

第23页:(二)转座子转座•转座子组成

  • 转座子(transposons)——可从一个染色体位点转移到另一位点的分散重复序列。IRIRTransposase Gene有用基因(二)转座子转座
  • 转座子组成:反向重复序列转座酶编码基因抗生素抗性等有用的基因

第24页:细菌的可流动性元件A插入序列

细菌的可流动性元件A插入序列:转座酶编码基因两侧连接反向末端重复序列(箭头所示)B转座子Tn3:含有转座酶、β-内酰胺酶及阻遏蛋白编码基因C转座子Tn10:含四环素抗性基因及两个相同的插入序列IS10L

第25页:由转座子介导的转座

由转座子介导的转座

第26页:四、原核细胞可通过接合

四、原核细胞可通过接合、转化和转导进行基因转移或重组(一)接合作用当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时,质粒DNA从一个细胞(细菌)转移至另一细胞(细菌)的DNA转移称为接合作用(conjugation)。

第27页:质粒

  • 可接合质粒如F因子(F factor)细菌染色体外的小型环状双链DNA分子。
  • 质粒

第28页:(二)转化作用通过自动获取或人

(二)转化作用通过自动获取或人为地供给外源DNA,使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型,称为转化作用(transformation)。

第29页:例:溶菌时

例:溶菌时,裂解的DNA片段被另一细菌摄取。

第30页:(三)转导作用当病毒从被感染的

(三)转导作用当病毒从被感染的(供体)细胞释放出来、再次感染另一(供体)细胞时,发生在供体细胞与受体细胞之间的DNA转移及基因重组即为转导作用(transduction)。

第31页:λ噬菌体的生活史溶菌生长途径

λ噬菌体的生活史溶菌生长途径(lysis pathway)溶源菌生长途径(lysogenic pathway)

第32页:第二节 重组

第二节重组DNA技术Recombinant DNA Technology

第33页:年美国南旧金山由博耶

重组DNA技术的发展史1865年G.J.Mendel的豌豆杂交试验。1944年O.T.Avery的肺炎球菌转化实验。1973年美国斯坦福大学的科学家构建第一个重组DNA分子。

1977年美国南旧金山由博耶和斯旺森建立世界上第一家遗传工程公司,专门应用重组DNA技术制造医学上重要的药物。1980年开始建造第一家应用重组DNA技术生产胰岛素的工厂。

1997年英国罗林研究所成功的克隆了多莉。

第34页:重组DNA技术相关概念

重组DNA技术相关概念

  • 克隆(clone):来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。
  • 获取同一拷贝的过程称为克隆化(cloning),即无性繁殖。DNA克隆

第35页:技术水平

技术水平:分子克隆(molecular clone)(即DNA克隆)细胞克隆个体克隆(动物或植物)

第36页:其主要过程包括

  • 其主要过程包括:在体外将目的DNA片段与能自主复制的遗传元件(又叫载体)连接,形成重组DNA分子,进而在受体细胞中复制、扩增,从而获得单一DNA分子的大量拷贝。
  • 重组DNA技术,又称分子克隆(molecularcloning)或DNA克隆(DNAcloning)或基因工程(geneticengineering)技术

第37页:目的:①分离获得某一感兴趣的基因

目的:①分离获得某一感兴趣的基因或DNA②获得感兴趣基因的表达产物(蛋白质)

第38页:一、重组DNA技术中常用的工具酶

一、重组DNA技术中常用的工具酶

  • 限制性核酸内切酶
  • DNA聚合酶Ⅰ
  • 逆转录酶
  • T4DNA连接酶
  • 碱性磷酸酶
  • 末端转移酶
  • TaqDNA聚合酶

第39页:重组DNA技术中常用的工具酶功能

  • 重组DNA技术中常用的工具酶功能工具酶识别特异序列,切割DNA限制性核酸内切酶催化DNA中相邻的5´磷酸基和3´羟基末端之间形成磷酸二酯键,使DNA切口封合或使两个DNA分子或片段连接DNA连接酶①合成双链cDNA分子或片段连接;②缺口平移制作高比活探针;③DNA序列分析;④填补3
  • 末端DNA聚合酶Ⅰ又名DNA聚合酶I大片段,具有完整DNA聚合酶I的5
  • 3
  • 聚合、3
  • 5
  • 外切活性,而无5
  • 3
  • 外切活性。常用于cDNA第二链合成,双链DNA 3
  • 末端标记等Klenow片段①合成cDNA;②替代DNA聚合酶I进行填补,标记或DNA序列分析反转录酶催化多聚核苷酸5
  • 羟基末端磷酸化,或标记探针多聚核苷酸激酶在3
  • 羟基末端进行同质多聚物加尾末端转移酶切除末端磷酸基碱性磷酸酶

第40页:定义:

  • 限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)限制性核酸内切酶(restrictionendonuclease,RE)是一类核酸内切酶,能识别双链DNA分子内部的特异序列,并裂解磷酸二酯键。GGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG+BamHⅠ
  • 定义:

第41页:作用:

  • 与甲基化酶共同构成细菌的限制修饰系统,限制外源DNA,保护自身DNA。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(基因工程技术中常用Ⅱ型)
  • 分类:
  • 作用:

第42页:第一个字母取自产生该酶的细菌属名,用大写

  • 第一个字母取自产生该酶的细菌属名,用大写;第二、第三个字母是该细菌的种名,用小写;第四个字母代表株;用罗马数字表示发现的先后次序。
  • 命名:HindⅢ属系株序Haemophilusinfluenzaed株流感嗜血杆菌d株的第三种酶

第43页:Ⅱ类酶识别序列特点——回文结构

Ⅱ类酶识别序列特点——回文结构(palindrome)切口:平端切口、粘端切口GGATCCCCTAGG

第44页:平端切口黏端切口

BamHⅠGTCCAGGCCTAGGATCCG+GGATCCCCTAGGHindⅡGTCGACCAGCTGGACCTG+平端切口黏端切口

第45页:同尾酶

  • 有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同,但切割DNA后,产生相同的粘性末端,称为同尾酶。这两个相同的粘性末端称为配伍末端(compatibleend)。BamHⅠBglⅡGGATCCCCTAGGAGATCTTCTAGAGCCTAGGATCCG++ATCTAGGATCTA
  • 同尾酶

第46页:同裂酶:

  • 来源不同的限制酶,但能识别和切割同一位点,这些酶称同裂酶或同功异源酶。GGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG+BamHⅠGGATCCCCTAGGGCCTAGGATCCG+BstⅠ
  • 同裂酶:

第47页:名称识别序列及切割点名称识别序列

名称识别序列及切割点名称识别序列及切割位点HaeⅡ5’…PuGCGC▼Py...3’KpnⅠ5’…GGTAC▼C...3’PstⅠ5’…CTGCA▼G...3’SphⅠ5’…GCATG▼C...3’切割后产生平末端:AluⅠ5’…AG▼CT...3’EcoRⅤ5’…GAT▼ATC...3’Hae Ⅲ5’…GG▼CC...3’Pvu Ⅱ5’…CAG▼CTG...3’Sma Ⅰ5’…CCC▼GGG...3’切割后产生5’突出末端:BamHⅠ5’…G▼GATCC...3’BglⅡ5’…A▼GATCT...3’EcoR Ⅰ5’…G▼AATTC...3’Hind Ⅲ5’…A▼AGCTT...3’Hpa Ⅱ5’…C▼CGG...3’Mbo Ⅰ5’…▼GATC...3’Nde Ⅰ5’…GA▼TATG...3’切割后产生3’突出末端:ApaⅠ5’…GGGCC▼C...3’限制性内切核酸酶

第48页:二、重组DNA技术中常用的载体

二、重组DNA技术中常用的载体

  • 定义为携带目的基因,实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些DNA分子。
  • 载体按功能分为克隆载体(cloning vector)表达载体(expression vector)

第49页:克隆载体

  • 克隆载体(cloningvector)为使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体称为克隆载体。
  • 表达载体(expression vector)为使插入的外源DNA序列可转录翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体。

第50页:(一)克隆载体

(一)克隆载体

  • 至少有一个复制起点使载体在宿主细胞中进行自主复制,并能使克隆的外源DNA片段得到同步扩增;
  • 至少有一个选择标志(selectionmarker):选择标志是区分含与不含载体的细胞所必需的,包括抗生素抗性基因、β-半乳糖苷酶基因(lacZ)、营养缺陷耐受基因等。
  • 有适宜的RE的单一切点:载体中一般都构建有一段特异性核苷酸序列,在这段序列中包含了多个RE的单一切点,可供外源基因插入时选择,叫多克隆位点(multiplecloningsites,MCS)。1.克隆载体应具备的基本特点

第51页:(1)质粒

(1)质粒(plasmid)特点:能在宿主细胞内独立自主复制;带有某些遗传信息,会赋予宿主细胞一些遗传性状。2.常用的克隆载体

第52页:

第53页:质粒载体图谱

pUC18质粒载体图谱

第54页:λ噬菌体DNA改造系统λgt系列(插入型

  • λ噬菌体DNA改造系统λgt系列(插入型,适用cDNA克隆)EMBL系列(置换型,适用基因组克隆)(2)噬菌体(phage)
  • M13噬菌体DNA改造系统(含lacZ基因)M13mp系列pUC系列

第55页:动物病毒DNA改造的载体(如腺病毒

柯斯质粒(cosmid)载体(又称黏粒载体)

  • 酵母人工染色体(yeast artificial chromosome, YAC)
  • 细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome, BAC)
  • 动物病毒DNA改造的载体(如腺病毒,腺病毒相关病毒,逆转录病毒)(3)其他克隆载体

第56页:(二)表达载体

(二)表达载体

  • 表达载体是指用来在宿主细胞中表达外源基因的载体。
  • 根据宿主细胞分为:
  • 原核表达载体
  • 真核表达载体

第57页:1.原核表达载体原核表达载体的基本组成R

1.原核表达载体原核表达载体的基本组成R:调节序列;P:启动子;SD:SD序列;TT:转录终止序列

第58页:2.真核表达载体真核表达载体的基本组成

2.真核表达载体真核表达载体的基本组成OriPro:原核复制起始序列;P:启动子;MCS:多克隆位点;TT:转录终止序列;

orieuk:真核复制起始序列。

第59页:第三节 重组

第三节重组DNA技术基本原理和操作步骤

第60页:基本原理目的基因的获取DNA导入受体细胞

基本原理目的基因的获取DNA导入受体细胞外源基因与载体的连接克隆载体的选择和构建重组体的筛选克隆基因的表达

第61页:以质粒为载体的DNA克隆过程

以质粒为载体的DNA克隆过程

第62页:(一)目的基因的分离获取——分

(一)目的基因的分离获取——分1.化学合成法要求:已知目的基因的核苷酸序列或其产物的氨基酸序列。2.从基因组DNA文库和cDNA文库中获取目的DNA (见第20章)3.PCR法(见第20章)4.其他方法(见第20章)

第63页:化学合成法获取目的基因由已知氨基酸序列

化学合成法获取目的基因由已知氨基酸序列推测可能的DNA序列。

第64页:组织或细胞染色体DNA基因片断克隆载体重

  • 组织或细胞染色体DNA基因片断克隆载体重组DNA分子含重组分子的转化菌限制性内切酶受体菌基因组DNA文库存在于转化细胞内由克隆载体所携带的所有基因组DNA的集合
  • 从基因组DNA文库获取目的基因

第65页:限制酶切位点限制酶消化除去中间片段cos

限制酶切位点限制酶消化除去中间片段cos LR coscos L左臂R cos右臂真核生物染色体DNA限制酶部分消化外源DNA与载体DNA混合连接反应体外包装用重组噬菌体感染大肠杆菌~20 Kb DNA片段cos LR cos~20 Kb外源DNA片段基因文库用随机切割的真核生物染色体DNA片段构建基因文库

第66页:从cDNA文库获取目的基因逆转录酶A

  • mRNAcDNA双链cDNA重组DNA分子cDNA文库反转录酶载体受体菌复制
  • 从cDNA文库获取目的基因逆转录酶A A A AT T T TAAAASI核酸酶DNA聚合酶Ⅰ碱水解T T T T

第67页:(二)载体的选择与构建——选目的不同

  • (二)载体的选择与构建——选目的不同,操作基因的性质不同,载体的选择和改建方法也不同。
  • 目的:①获得某一目的基因或DNA片段②获得目的DNA片段所编码的蛋白质

第68页:宿主细胞插入DNA片段载体细菌

宿主细胞插入DNA片段载体细菌,酵母<5~10kb质粒细菌~20kbλ噬菌体载体细菌~50 kb黏粒细菌~400kbBAC酵母~3 MbYAC不同载体的克隆容量及适宜宿主细胞

第69页:(三)目的DNA与载体连接——接方式

(三)目的DNA与载体连接——接方式:(1)单一相同黏端连接(2)不同黏端连接(3)通过其他措施产生黏端进行连接1.黏端连接

第70页:切割重组体载体自连目

BamHⅠ切割反应GGATCCCCTAGGT4DNA连接酶15ºCGATCCGGCCTAG+目的基因用BamHⅠ切割载体DNA用BamHⅠ切割重组体载体自连目的基因自连单一相同黏端连接

第71页:不同黏端连接

不同黏端连接(定向克隆)EcoRⅠ切割位点BglⅡ切割位点+EcoRⅠ+BglⅡ双酶切EcoRⅠ+BglⅡ双酶切T4DNA连接酶15ºC重组体

第72页:由平端加上新的酶切位点

由平端加上新的酶切位点,再用限制酶切除产生粘性末端,而进行粘端连接。人工接头(linker)连接通过其他措施产生黏端进行连接

第73页:人工接头及其应用

人工接头及其应用CCGAATTCGGGCTTAAGC5´-3´-EcoRⅠEcoRⅠEcoRⅠEcoRⅠ

第74页:在末端转移酶

在末端转移酶(terminaltransferase)的作用下,在DNA片段末端加上同聚物序列、制造出粘性末端,再进行粘端连接。

同聚物加尾连接

第75页:核酸外切酶末端转移酶+dATP

5´3´3´5´载体DNA5´3´3´5´目的基因限制酶或机械剪切限制酶5´3´3´5´5´3´T(T)nTT(T)nT3´5´5´3´3´5´3´A(A)nAA(A)nA3´5´λ-核酸外切酶λ-核酸外切酶末端转移酶+dATP末端转移酶+dTTPT(T)nTA(A)nAA(A)nAT(T)nTT4DNA连接酶15ºC重组体5´

第76页:端分别加上不同的RE位点

  • PCR法
  • 针对目的DNA的5
  • -和3
  • -端,设计一对特异引物,在每条引物的5
  • -端分别加上不同的RE位点,然后以目的DNA为模板,经PCR扩增便可得到带有引物序列的目的DNA,再用相应RE切割PCR产物,产生黏端,随后便可与带有相同黏端的线性化载体进行有效连接。

第77页:2.平端连接•限制性内切酶切割产生的平端

2.平端连接

  • 限制性内切酶切割产生的平端
  • 粘端补齐或切平形成的平端适用于:

第78页:目的基因载体限制性内切酶限制性内切酶T4

目的基因载体限制性内切酶限制性内切酶T4 DNA连接酶15ºC重组体载体自连目的基因自连

第79页:3.粘-平末端连接

3.粘-平末端连接

  • 黏-平末端连接是指目的DNA和载体之间通过一端为黏端、另一端为平端的方式进行连接。
  • 属于定向克隆

第80页:(四)重组DNA转入受体细胞——转

  • 受体菌条件:安全宿主菌限制酶和重组酶缺陷处于感受态(competent)
  • 导入方式:转化(transformation)转染(transfection)感染(infection)(四)重组DNA转入受体细胞——转

第81页:(五)重组体的筛选与鉴定——筛

1.借助载体上的遗传标志进行筛选(1)利用抗生素抗性标志筛选(2)利用基因的插入失活/插入表达特性筛选(3)利用标志补救筛选(4)利用噬菌体的包装特性进行筛选(五)重组体的筛选与鉴定——筛

第82页:2.序列特异性筛选(1)RE酶切法

2.序列特异性筛选(1)RE酶切法(2)PCR法(3)核酸杂交法(4) DNA测序法3.亲和筛选法

第83页:插入失活筛选带有重组载体的克隆

插入失活筛选带有重组载体的克隆

第84页:α互补筛选(蓝-白筛选)

α互补筛选(蓝-白筛选)

第85页:菌落或噬斑原位杂交筛选重组体

菌落或噬斑原位杂交筛选重组体

第86页:重组DNA技术操作过程可形象归纳为

重组DNA技术操作过程可形象归纳为:小结分分离获取目的基因选载体的选择与构建接目的DNA与载体连接转重组DNA转入受体细胞筛重组体的筛选与鉴定

第87页:重组DNA技术操作的主要步骤

重组DNA技术操作的主要步骤载体质粒噬菌体病毒目的基因(外源基因)基因组DNAcDNA人工合成PCR产物限制酶消化开环载体DNA目的基因连接酶重组体转化体外包装,转染带重组体的宿主筛选表型筛选酶切电泳鉴定菌落原位杂交

第88页:(六)克隆基因的表达

表达体系的建立:

  • 表达载体的构建
  • 受体细胞的建立
  • 表达产物的分离纯化(六)克隆基因的表达

第89页:标准:选择标志强启动子翻译调控序列

标准:选择标志强启动子翻译调控序列多接头克隆位点

  • E.coli表达体系的不足:不宜表达真核基因组DNA;不能加工表达的真核蛋白质;表达的蛋白质常形成不溶性包涵体(inclusionbody);很难表达大量可溶性蛋白。1.原核表达体系(E.coli表达体系最为常用)

第90页:优点:可表达克隆的cDNA及真核基因组

  • 优点:可表达克隆的cDNA及真核基因组DNA可适当修饰表达的蛋白质表达产物分区域积累
  • 缺点:操作技术难、费时、经济
  • 转染——将表达载体导入真核细胞的过程方法:磷酸钙转染DEAE葡聚糖介导转染电穿孔脂质体转染显微注射2.真核表达体系(酵母、昆虫、乳类动物细胞)

第91页:第三节 重组

第三节重组DNA技术在医学中的应用Application of Recombinant DNATechnology in Medicine

第92页:一、重组DNA技术广泛应用于生物制药

一、重组DNA技术广泛应用于生物制药

  • 利用基因工程生产有药用价值的蛋白质、多肽产品已成为当今世界一项重大产业,并将有望成为21世纪的支柱产业。
  • 美国EliLilly公司于1982年首先利用重组DNA技术合成人胰岛素并投放市场,标志着生物工程药物时代的开始。迄今为止,已有50多种基因工程药物上市,近千种处于研发状态,形成一个巨大的高新技术产业,产生了不可估量的社会效益和经济效益。

第93页:重组DNA医药产品功能产品抗凝组织胞浆素

重组DNA医药产品功能产品抗凝组织胞浆素原激活剂促进凝血血液因子VIII剌激白细胞生成颗粒细胞-巨噬细胞集落剌激因子剌激白细胞生成促红细胞生成素刺激细胞生长与分化生长因子(bFGF, EGF)治疗侏儒症生长素治疗糖尿病胰岛素抗病毒感染及某些肿瘤干扰素(α1b,α2a,α2b,γ)激活、剌激各类白细胞白细胞介素抗组织损伤超氧化物歧化酶利用其结合特异性进行诊断试验、肿瘤导向治疗单克隆抗体预防乙肝乙肝疫苗(CHO,酵母)预防霍乱口服重组B亚单位菌体霍乱菌苗

第94页:二、重组DNA技术还应用

二、重组DNA技术还应用于医学的其他诸多方面

  • 疾病相关基因的发现与鉴定
  • 转基因和基因打靶
  • 加速了人类基因组计划的完成
  • 疾病的基因诊断和基因治疗
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