浙江工业大学：《微生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第七章 微生物的遗传变异和育种 7.4 基因工程

Microbiology 八M) 第四节 基因工程 Zhejiang University of Technology

基 因 工 程 第 四 节

Microbiology 一、基因工程义 基因工程(gene engineering,gene technology) 又称遗传工程(genetic engineering),是指人们利 用分子生物学的理论和技术，自觉设计、操纵、改造 和重建细胞的遗传核心—基因组，从而使生物体的 遗传性状发生定向变异，以最大限度地满足人类活动 的需要

一、基因工程定义 基因工程（gene engineering，gene technology） 又称遗传工程（genetic engineering ），是指人们利 用分子生物学的理论和技术，自觉设计、操纵、改造 和重建细胞的遗传核心——基因组，从而使生物体的 遗传性状发生定向变异，以最大限度地满足人类活动 的需要

Microbiology 二、基因工程的基本操作 圈 (一)目的基因的取得 (二)优良载体的选择 (三)目的基因与载体DNA的体外重组 (四)重组载体导入受体细胞 (五)重组受体细胞的筛选和鉴定 (六)“工程菌”或“工程细胞株”的培养

二、基因工程的基本操作 (一)目的基因的取得 (二)优良载体的选择 (三)目的基因与载体DNA的体外重组 (四)重组载体导入受体细胞 (五)重组受体细胞的筛选和鉴定 （六）“工程菌”或“工程细胞株”的培养

质粒戟体 供体DNA A EcoI酶切 EcoI酶切 基因工程的主要操作步骤示意图 TAA C TTAA 供体DNA片投 接合（碱基互补配对） 转化的细胞 转化 含有四环素培 重组DNA分子 养基上培养 四环素抗性菌落

基因工程的主要操作步骤示意图

Microbiolog 1.分离DNA 2,限制性内切酶处理 3.产生重组DNA分子 线性载体 4.重组DNA分子导入 新的宿主 新的宿主 恩

Microbiology （一)目的基因的取得 获得目的基因的3条途径： ①从适当的供体生物中提取； ②通过反转录酶(reverse transcriptase)的作用， 由mRNA合成cDNA(complementary DNA,即互 补DNA); ③由化学合成方法合成有特定功能的目的基因

（一）目的基因的取得 获得目的基因的3条途径： ① 从适当的供体生物中提取； ② 通过反转录酶（reverse transcriptase）的作用， 由mRNA合成cDNA（complementary DNA，即互 补DNA）； ③ 由化学合成方法合成有特定功能的目的基因

Microbiology (二)优良载体的选择 优良的载体(vector,vehicle)具备的条件： ①是一个具自我复制能力的复制子(replicon): ②能在受体细胞内大量增殖； ③载体上最好只有一个限制性内切酶的切▣，使目 的基因能固定地整合到载体DNA的一定位置上： ④必须有一种选择性遗传标记，以便及时高效地选择 出”工程菌”或”工程细胞

优良的载体（vector, vehicle）具备的条件: （二）优良载体的选择 ① 是一个具自我复制能力的复制子（replicon）； ② 能在受体细胞内大量增殖； ③ 载体上最好只有一个限制性内切酶的切口，使目 的基因能固定地整合到载体DNA的一定位置上； ④ 必须有一种选择性遗传标记，以便及时高效地选择 出“工程菌”或“工程细胞”

Microbiology 松弛型细菌质粒 原核受体细胞 入噬菌体 动物：SV40病毒 真核细胞受体 植物：T质粒

原核受体细胞 松弛型细菌质粒 λ噬菌体 真核细胞受体 动物：SV40病毒 植物：Ti质粒

Microbiology （三)目的基因 与载体DNA的体重组 限制性核酸内切酶 粘性末端 退火 连接酶 共价结合 嵌合体

（三）目的基因 与载体DNA的体外重组 限制性核酸内切酶 粘性末端 退火 连接酶 共价结合 嵌合体

Microbiology 目的基因和载体DNA 限制性核酸内切酶 人为处理 DNA的3'-末端加上poly(A)或poly(T》 个DNA分子产生"榫头” 互补粘 性末端 一个DNA分子产生“卯眼” 混合“退火” 连接酶 共价结合 环状重组载体一嵌合体(chimaera)

限制性核酸内切酶 DNA的3′-末端加上 poly（A） 或 poly（T） 人为处理 目的基因和载体DNA 一个DNA分子产生“榫头” 一个DNA分子产生“卯眼” 互补粘 性末端 混合“退火” 共价结合 环状重组载体——嵌合体（chimaera） 连接酶