扫二维码下载作业帮
拍照搜题，秒出答案，一键查看所有搜题记录
下载作业帮安装包
扫二维码下载作业帮
拍照搜题，秒出答案，一键查看所有搜题记录
如何构建和筛选基因工程细胞
迷迭逆夏1ee
扫二维码下载作业帮
拍照搜题，秒出答案，一键查看所有搜题记录
我们常常说基因是生物体进行生命活动的“蓝图”,这是因为生物体可以通过基因的特异性表达,来完成各种生命活动.例如,青霉菌能够产生出对人类有用的抗生素——青霉素；豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮；家蚕能够吐出丝……那么,人们能不能通过改造生物体的基因,定向地改变生物的遗传特性呢?比如,通过对基因进行改造和重新组合,让禾本科的植物也能够固定空气中的氮,让细菌“吐出”蚕丝,让微生物生产出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物.科学家们经过多年的努力,终于在20世纪70年代,创立了一种能够定向改造生物的新技术——基因工程.那么,什么是基因工程呢?基因工程又是怎样改变生物遗传特性的呢? 一 基因工程的基本内容 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术.这种技术是在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物.通俗地说,就是按照人们的主观意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状. 基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的.DNA分子的直径只有2.0nm(粗细只有头发丝的十万分之一),其长度也是极其短小的.如流感嗜血杆菌的DNA,长度只有0.83?m,即使是较大的大肠杆菌,其长度也只有1.36?m.要在如此微小的DNA分子上进行剪切和拼接,是一项非常精细的工作,必须要有专门的工具. 基因操作的工具 用什么样的工具才能准确无误地对基因进行剪切和拼接呢?这是从事基因工程研究的科学家首先遇到的难题.例如,通过基因工程培育抗虫棉时,就需要将抗虫的基因从某种生物(如苏云金芽孢杆菌)中提取出来,“放入”棉的细胞中,与棉细胞中的DNA结合起来,在棉中发挥作用.这里遇到的难题主要有两个：首先是苏云金芽孢杆菌的一个DNA分子有许多基因,怎样从它的DNA分子的长链上辨别出所需要的基因,并且把它切割下来.其次是如何将切割下来的抗虫基因与棉的DNA“缝合”起来.为了突破这些难关,科学家进行了许多试验,最后他们发现了一种“基因剪刀”和“基因针线”,可以用来完成基因的剪切和拼接. 基因的剪刀——限制性内切酶 基因的剪刀指的是DNA限制性内切酶(以下简称限制酶).限制酶主要存在于微生物中.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子(如图).例如,从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开.目前已经发现了二百多种限制酶,它们的切点各不相同.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因,就能被某种限制酶切割下来. 基因的针线——DNA连接酶 从图中可以看出,被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几个伸出的核苷酸,它们之间正好互补配对,这样的切口叫做黏性末端.可以设想,如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割,然后让两者的黏性末端黏合起来,似乎就可以合成重组的DNA分子了.但是,实际上仅仅这样做是不够的,互补的碱基处虽然连接起来,但是这种连接只相当于把断成两截的梯子中间的踏板连接起来,两边的扶手的断口处还没有连接起来(如图).要把扶手的断口处连接起来,也就是把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来,还要靠另一种极其重要的工具——DNA连接酶. 基因的运输工具——运载体 要将一个外源基因,如上面所说的抗虫基因,送入受体细胞,如棉细胞,还需要有运输工具,这就是运载体.作为运载体的物质必须具备以下条件：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接；具有某些标记基因,便于进行筛选.目前,符合上述条件并经常使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等. 质粒是基因工程最常用的运载体,它广泛地存在于细菌中,是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子,大小只有普通细菌染色体DNA的百分之一(如图).质粒能够“友好”地“借居”在宿主细胞中.一般来说,质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性的作用.但是,质粒的复制则只能在宿主细胞内完成. 大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌等细菌中都有质粒.因为土壤农杆菌很容易感染植物细胞,所以科学家培育转基因植物时,常常用土壤农杆菌中的质粒做运载体. 基因操作的基本步骤 进行基因操作一般要经历四个基本步骤,也就是基因操作的“四步曲”. 提取目的基因 基因操作的第一步,是取得人们所需要的特定基因,也就是目的基因(如图).如前 面提到的苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因,还有植物的抗病(抗病毒、抗细菌)基因、 种子的贮藏蛋白的基因,以及人的胰岛素基因、干扰素基因等,都是目的基因. 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因,犹如大海捞针,是十分不易的.科学家们经过不懈地探索,想出了许多办法,概括地说,主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因. 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”.这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟,无论哪一颗弹粒击中目标,都能把鸟打下来.鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细胞所提供的DNA(外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增),从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来.如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得. 用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工作量大,具有一定的盲目胜.又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段,不能直接用于基因的扩增和表达,因此,在获取真核细胞中的目的基因时,一般是用人工合成基因的方法. 目前人工合成基因的方法主要有两条途径.一条途径是以目的基因转录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需要的基因.另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使RNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出它的结构基因的核苷酸序列,再通过化学的方法,以单核苷酸为原料合成目的基因(如图).如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得. 20世纪80年代以后,随着DNA核苷酸序列分析技术的发展,人们已经可以通过DNA序列自动测序仪(见本章题图左上照片)对提取出来的基因进行核苷酸序列分析,并且通过一种扩增DNA的新技术(也叫PCR技术),使目的基因片段在短时间内成百万倍地扩增.上述新技术的出现大大简化了基因工程的操作技术. 目的基因与运载体结合 将目的基因与运载体结合的过程,实际上是不同来源的DNA重新组合的过程.如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个切口,露出黏性末端.然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端.将切下的目的基因的片段插入到质粒的切口处,再加入适量的DNA连接酶,质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就会因碱基互补配对而结合,形成了一个重组DNA分子(如图).如人的胰岛素基因就是通过这种方式与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合,形成重组DNA分子(也叫重组质粒)的. 将目的基因导入受体细胞 目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后,下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增(如图). 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. 用人工的方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞,主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径.例如,如果运载体是质粒,受体细胞是细菌,一般是将细菌用氯化钙处理,以增大细菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞.目的基因导入受体细胞后,就可以随着受体细胞的繁殖而复制,由于细菌繁殖的速度非常快,在很短的时间内就能够获得大量的目的基因. 目的基因的检测和表达 以上步骤完成以后,在全部受体细胞中,真正能够摄入重组DNA 分子的受体细胞是很少的.因此,必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测.检测的方法有很多种,例如,大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因,当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒,并被转入受体细胞后,就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因. 重组的DNA分子进入受体细胞后,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程.例如,科学家最初做抗虫棉试验时,虽然已经检测出棉的植株中含有抗虫的基因,但让棉铃虫食用棉的叶片时,棉铃虫并没有被杀死,这说明抗虫基因还不能在高等植物中表达.科学家在研究的基础上,又一次对棉植株中的抗虫基因进行了修饰,然后再让棉铃虫食用棉的叶片,结果食用的第二天棉铃虫就中毒死亡了.这说明抗虫基因在棉植株中得到了表达
为您推荐：
其他类似问题
这个，要是没有学过分子生物学的人是很难理解的。首先解释下“基因工程菌”：将目的基因导入细菌体内使其表达，产生所需要的蛋白（或其它产物）的细菌成为基因工程菌。过程是很复杂的。需要巨大的投入，但是不一定会有产出。筛选的话，主要是改造和考察稳定性了吧。...
的确，你这个问题问得太大了。我给你说一种简单的过程，希望能够帮助你理解吧！比如，你现在想通过原核表达一蛋白或多肽。1、获取目的基因（方法很多：可以直接合成或高保真的PCR获取，不知道序列的话，可通过氨基酸序列推断等等），连上标签基因，比如抗生素抗性基因；2、选择合适的载体（质粒）将组合的DNA片段连入载体中；3、将目的基因连入载体后，导入受体菌（感受态）中，然后放入含...
问的范围好宽啊，可以看下吴乃虎的《基因工程原理》
扫描下载二维码基因工程拓展系列1（单双酶切及重组质粒的筛选问题）_腾讯视频
三倍流畅播放
1080P蓝光画质
新剧提前看
1080P蓝光画质
纯净式无框播放器
三倍流畅播放
登录之后可以领V币换礼品喔~
通用代码支持视频在iPhone/iPad/Android上播放
扫码分享到微信
扫描二维码随身看视频
立即下载腾讯视频APP
请根据您的设备选择下载版本
正在聊003-学员互动：初创公司总在“救火”怎么办？
教育热播榜
?1,182,556基因工程中标记基因作用辨析 - 高中生物颖韬工作室
你好，游客
基因工程中标记基因作用辨析
来源：考试周刊 2012年31期&
作者：李均民
　　在人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》这本书第11页，关于标记基因在基因工程中的作用有这么一句话：&标记基因的作用是为了鉴别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。&我认为这句话是错误的，仅靠标记基因并不能检测出受体细胞中是否含有目的基因，仅能检测出受体细胞中是否含有载体。原因有以下几个方面。　　一、载体的结构和功能决定标记基因不能检测目的基因是否导入受体细胞。　　标记基因在载体上。基因工程中常用的载体有以下几种：质粒、噬菌体、动植物病毒、粘粒，而要成为载体必须具备四个条件：1.分子小；2.有限制酶切位点；3.能在宿主细胞内复制并保存；4.有标记基因。从这里可以很明显地看出标记基因在载体上而不在目的基因上，如果有的载体目的基因没有连上，而只是载体进入了细胞，就不能说明标记基因可以检测目的基因是否导入受体细胞。　　二、载体和目的基因的连接方式决定标记基因不能检测目的基因是否导入受体细胞。　　在基因工程中通常用同一种限制性核酸内切酶同时切割目的基因和载体，如果是黏性末端，切下的端口在DNA连接酶的作用下就可以连接起来；如果是平末端，更能连接起来。所以导致在DNA连接酶的作用下可能形成以下四种连接方式：1.目的基因之间的连接；2.载体DNA之间的连接；3.载体DNA头尾之间的连接；4.载体与目的基因之间的连接。如果仅仅是载体与目的基因之间的连接导入受体细胞，我们完全可以说用标记基因就可以检测受体细胞是否导入目的基因；但是载体DNA之间的连接和载体DNA头尾之间的连接也会导入不同的受体细胞，这时很明显受体细胞中有标记基因，但没有目的基因。　　三、筛选机制决定标记基因不能检测目的基因是否导入受体细胞。　　并不是所有的受体细胞都能导入目的基因和载体，而且真正导入载体或目的基因的受体细胞非常少，所以必须把没有导入目的基因的大量细胞取掉，这里就存在筛选。初步筛选就要靠标记基因，在一般用做转基因植物的载体都有某种筛选抗性，比如抗生素（例如抗四环素或者抗氨苄青霉素）或除草剂等。筛选的方法就是把受体细胞放在含有抗性物质的培养基上培养，没有导入抗性基因的细胞就会死亡，而含有抗性基因的就会存活下来，再经过组织培养形成新的个体。但是这样筛选出来的细胞可能存在以下三种情况：第一种是导入载体和目的基因连接的情况；第二种是导入载体和载体连接的情况；第三种是导入载体自身连接的情况。其中第二种情况和第三种情况，细胞虽然有抗性，但明显没有目的基因进入受体细胞。所以标记基因只能检测载体是否进入受体细胞，不能检测目的基因是否进入受体细胞，同时筛选掉大量载体没有进入的受体细胞。　　四、基因工程的目的决定标记基因不能检测目的基因是否导入受体细胞。　　基因工程的目的是基因的最终表达，即有蛋白质生成，而不是说将目的基因导入受体细胞就完成了整个基因工程。所以首先要检测目的基因是否导入受体细胞，检测目的基因已导入受体细胞后工作是不是就完成了呢？到了这一步还不能这么说，还必须检测受体细胞中是否有目的基因转录的信使RNA，因为生命过程太复杂了，我认为可能是有了DNA，不一定就能转录出RNA，检测是否有RNA可用分子杂交法。同理，有了信使RNA，也不一定就能够翻译出蛋白质，所以还要进行蛋白质鉴定，蛋白质鉴定可用抗原&抗体杂交法。当检测有了蛋白质是不是整个基因工程就圆满结束了呢？其实也不是这样的，还必须进行个体生物学水平的鉴定？为什么要进行个体生物学水平的鉴定呢？原因是这样的：虽然有了翻译的蛋白质，但是量太少，起不到应起的作用。例如抗虫蛋白或抗病蛋白太少，不能有效地抵抗虫害和病害。从这里可以明显地看出目的基因是否导入受体细胞不靠标记基因起作用。　　五、检测目的基因是否导入受体细胞的常用方法。　　检测目的基因是否导入受体细胞有很多方法。这里简要介绍几种常用的方法。首先，可以用Southerbolting法，即DNA分子杂交技术，即将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用同位素做标记，以此作为探针，使探针与基因组DNA进行杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因已导入受体细胞。其次，还可以提取受体细胞的总DNA，根据目的基因的序列，设计引物，进行PCR扩增。注意设定好阴性和阳性对照。一般情况下能够扩增出特异性条带和你设计的一致的话，就表明目的基因已进入受体细胞。同时还可以利用报告基因（reportergene）来检测目的基因是否导入受体细胞。报告基因是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，也就是说，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其他目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来确定目的基因的是否进入受体细胞。另外还有其他检测目的基因是否进入受体细胞的方法，这里就不一一详述。　　从以上几点可以很清楚地看出，标记基因不能检测目的基因是否导入受体细胞，只能检测载体是否进入受体细胞，同时筛选载体进入的受体细胞。　　　　参考文献:　　［1］王改云.基因工程技术［J］.化工进展，2002，21.　　［2］良小友，米景九.植物基因工程技术研究进展［J］.生物工程进展，1993，13.　　［3］钟卫鸿.基因工程技术全套技术.化学工业出版社，2010，7.　　［4］曾佑炜，揭广川，李家洲.基因工程技术.中国轻工业出版社，2010，7.　　［5］朱正威，赵占良.现代生物科技专题.人民教育出版社，2007，2.　　［6］朱正威，赵占良.遗传与进化.人民教育出版社，2007，1.
相关新闻 & & &
　　　同意评论声明
　　　发表
尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
本站有权在网站内转载或引用您的评论
参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款君，已阅读到文档的结尾了呢~~
广告剩余8秒
文档加载中
基因工程筛选重组基因实验报告
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
基因工程筛选重组基因实验报告
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口}