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第十五章基因工程现代遗传学幻灯片
•识别位点是一个回文对称结构,并且切割位点也在这一 回文对称结构上。
•许多Ⅱ型酶切割DNA后,可在DNA上形成粘性末端, 有利于DNA片段的重组。
Ⅲ型酶:这类酶可识别特定顺序,并在这一顺序的3’端 24~26bp处切开DNA,所以它的切割位点也是没有特异 性的。
同裂酶(isoschizomers):
将衔接物分子与平末端DNA分子连接,再用限 制性核酸内切酶酶切,便可产生粘性末端。
这种方法的优点是克隆位点具有限ase)
该酶常从T4噬菌体的受感细胞中提取,是由 T4噬菌体基因组所编码的,所以基因工程中常用 的连接酶是T4连接酶。它可催化DNA中磷酸二 脂键的形成,从而使两个片段以共价键的形式结合 起来。
、大小和反应条件,及切割DNA 的特点,可以将限制性内切酶分为三类:
Ⅰ型酶:分子量较大,反应需Mg++、S-腺苷酰-L-甲硫氨 酸(SAM)、ATP等。这类酶有特异的识别位点但没有特 异的切割位点,所以在基因工程中应用不大。
Ⅱ型酶:分子量较小(105Da),反应只需Mg++的存在, 并且具有以下两个特点,使这类酶在基因工程研究中,得 到广泛的应用。
DNA连接酶对具有粘性末端的DNA分子经退 火后能很好地连接,对平末端的DNA分子也可以 进行连接,但连接效率较低,必须加大酶的用量。
四、反转录酶(reverse transcriptase)
这类酶来自于反转录病毒,它可以RNA为模板,催 化合成DNA。目前常用的有禽源(AMV)及鼠源(MMLV)反转录酶两种。
指来源不同但识别相同靶序列的核酸内切酶。 同裂酶进行切割,产生同样或不同的末端(视切割 位点而定)。但有些同裂酶对甲基化位点的敏感性 不同。
同尾酶(isocaudamer):
指来源不同、识别靶序列不同但产生相同的粘 性末端的核酸内切酶。利用同尾酶可使切割位点的 选择余地更大。
限制性核酸内切酶的命名原则:
七、碱性磷酸酶:
来自于大肠杆菌(bacterial alkaline phosphatase BAP)或小牛肠(calf intestinal alkaline phosphatase CIP),该酶用于脱去DNA(RNA)5’末端的磷酸 根,使5’-P成为5’-OH,该过程称核酸分子的脱磷 酸作用。当需要5’端同位素标记(脱P后利用T4多 核苷酸激酶磷酸化)或为了避免DNA片段自身连 接(或环化)时可进行脱磷反应。
第二节 目的基因的制备
一、化学合成法:
1979年Khorana首先成功地合成了tRNA基因。
在体外,可以合成一系列长约几百bp的寡聚 核苷酸链,然后按照基因的顺序将这些短的核苷酸 链连接起来。
第十五章基因工程 现代遗传学幻灯片
优选第十五章基因工程现代遗 传学
所谓的遗传工程就是在分子水平上,用人工方法提取 (或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重 新组合。然后通过载体把重组DNA分子引入受体细胞, 使外源DNA在受体细胞中进行复制和表达。按人们的需 要生产不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳 定地遗传给下一代。所以基因工程(gene engineering)也 称为遗传工程(genetic engineering)、基因操作(gene manipulation ) 、 D N A 重 组 技 术 ( recombination DNA techniques)。有时人们还称它为基因克隆(gene cloning) 或分子克隆(molecular cloning)。
( terminal deoxynucleotidyl transferase),它所催化的反应与 DNA pol I 相似,所不同的是它不需要模板,它可 以含有3’-OH的DNA片段为引物,在3’- OH端加入核苷酸达几百个。末端转移酶常用于在 平头DNA上合成一段寡聚核苷酸,从而形成粘性 末端。
平末端的另一种处理方式是利用衔接物(linker) 进行处理,人工加上粘性末端。衔接物是一种人工 合成的小分子DNA,约10~20个核苷酸,其结构特 征是含有多种限制性核酸内切酶的酶切位点的回文 结构。如: BamH I 或Sau3A
Hpa II
Hpa II
CCGGATCCGG GGCCTAGGCC
遗传工程的基本操作程序大致包括:目的基因的制备, 载体的选择,体外DNA重组,重组DNA引入受体细胞, 克隆转化子的筛选,重组DNA的检测等。
第一节 基因工程的酶学基础
一、限制性核酸内切酸(restriction endonuclease):
( restriction enzyme)。限制性内切酶本来是微生 物细胞中用于专门水解外源DNA的一类酶,其功 能是避免外源DNA的干扰或噬菌体的感染,是细 胞中的一种防御机制。
Klenow片段:DNA pol I 用枯草杆菌蛋白酶水解成两个片 段,小片段(36KD)具有5’ 3’ 核酸外切酶活性,大片段 (76KD)称为Klenow片段,具有DNA链聚合及3’ 5’核酸 外切酶的活性。
Klenow
六、S1核酸酶:
来自于稻谷曲霉,该酶只水解单链DNA,用 于将粘性末端水解成平末端及cDNA发夹式结构的 处理。
第一个字母:大写,表示所来自的微生物的属名的 第一个字母。
第二、三字母:小写,表示所来自的微生物种名的 第一、二个字母。
其它字母:大写或小写,表示所来自的微生物的菌 株号。
罗马数字:表示该菌株发现的限制酶的编号。
例:EcoR I: 来自于Escheria coli RY13的第一个限 制酶。
二、末端转移酶(terminal transferase)
五、DNA pol I及Klenow片段
该酶常用于制备放射性比度比活体标记高得多的DN A 探 针 , 探 针 的 制 备 方 法 是 采 用 所 谓 的 缺 口 平 移 ( nick translation)法制备的。
该酶还用于裂口(gap)修补、反转录第二条链的合成 ( Klenow )、隐蔽末端的填平反应( Klenow )等。