[基因工程]

包含次级知识点：

限制性核酸内切酶 、 DNA连接酶 、 基因进入受体细胞的载体

知识点总结

　　要点一　限制性核酸内切酶

　　1.化学本质：蛋白质。

　　2.切割位点：磷酸二酯键。

　　磷酸二酯键指的是下图圆圈中的化学键,而限制酶切割的只能是箭头所指处的化学键,因为圈中另一个化学键属于一个核苷酸的内部。

　　3.限制酶切出的黏性末端和平末端的比较

　　4.限制性核酸内切酶与DNA解旋酶的比较

　　(1)相同点：都作用于DNA分子中的化学键。

　　(2)不同点：两者作用部位不同，前者作用于磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而后者作用于两个碱基之间的氢键。

　　要点二　DNA连接酶

　　1.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较

　　2.限制性核酸内切酶与DNA连接酶的比较

　　(1)区别

　　(2)两者的关系可表示为：

　　要点三　常用的载体——质粒

　　1.来源：质粒主要存在于细菌、酵母菌等生物中。

　　2.结构：是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并且具有自我复制能力的双链环状DNA分子，

　　如下图所示：

　　3.标记基因：质粒上有一些特殊的基因，如抗四环素基因、抗氨苄青霉素基因，用于对重组DNA进行鉴定和选择。

　　4.载体的作用

　　(1)用它作为运载工具，将目的基因送入受体细胞中去。

(2)利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。

　　第一步 目的基因的获取

　　获取目的基因是基因工程实施的第一步，可以有三种途径获取目的基因，如下图所示：

　　1.基因文库是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基因，叫做基因文库。建立基因文库的目的就是为获得大量的目的基因做准备。如果基因文库中含有一种生物的所有基因，这个基因文库就叫做基因组文库。如果基因文库中含有一种生物的部分基因，这个文库就叫做部分基因文库。如以某生物的mRNA反转录基因产生的多种互补DNA(cDNA)片段，并与载体连接后储存在一个受体菌群中的cDNA文库。基因文库就相当于某种生物的基因仓库，储备着该生物大量的基因。

　　2.PCR技术是一项在生物体外复制特定的DNA的核酸合成技术。它遵循的原理与DNA复制原理相同，条件是有一段已知的目的基因的核苷酸序列和根据核苷酸序列合成的引物，原料是四种脱氧核苷酸，也需要多种酶(如DNA聚合酶等)。在PCR扩增仪上自动复制。

　　3.如果基因比较小，核苷酸序列又是已知的，可以利用人工合成目的基因，该法主要有两种：反转录和化学合成法。详细过程请见变式迁移1的点评内容。

　　第二步　基因表达载体的构建(基因工程的核心)

　　1.构建目的：其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。

　　2.构建的基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因。(如下图)

　　4.由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建上也会有所差别，不可能是千篇一律的。

　　第三步 将目的基因导入受体细胞

　　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，称为转化。基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。受体细胞不同，导入方法不同。

　　第四步 目的基因的检测与鉴定

　　一是目的基因导入受体细胞的成功率很低;二是即使目的基因已导入受体细胞，但在受体细胞中成功表达的几率也很低，故最后需要从分子水平、个体水平等方面进行目的基因的检测与鉴定。

生物选修3基因工程