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重组DNA技术与基因工程(组图)

2020.6.22

重组DNA技术是现代分子生物技术发展中最重要的成就之一。即是基因工程(Gene Engineering)的核心技术。

重组DNA技术(Recombinant DNA Technique)是人类根据需要选择目的基因(DNA片段)在体外与基因运载体重组,转移至另一细胞或生物体内,以达到改良和创造新的物种和治疗人类疾病的目的。

这一技术的发展和应用,关键在于限制酶的发现和应用。

一、限制酶

限制性内切核酸酶(restrictive endonucleases),又称限制酶。是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶(“分子手术刀”)。

发现于原核生物体内,现已分离出100多种,几乎所有的原核生物都含有这种酶。是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。

1、限制酶的命名

根据其来源命名。如:

EcoRI来源于大肠杆菌E.coli的RY13菌株,I指在该菌株中分离的第一个限制酶。

2、限制酶识别序列和切割形成

每种限制酶能识别和切割的通常4~8个核苷酸序列,称为限制性位点或切点。

部分常用限制酶及切点

互补末端连接

产生相同序列的突出末端的不同片段 可有三种方式:

1)用同一种限制酶切割;

2)用识别相同靶序列的不同限制酶切割;

3)用识别不同靶序列但可产生一致的粘性末端的限制酶切割。

3、特点:

根据上述限制酶的特点,在基因工程和基因诊断中的重要用途:

1) 不论DNA的来源如何,同一种限制酶切割后产生的粘性末端容易重新连接。因此可将不同种属的DNA重组。如人和质粒DNA等。

2) 用于人类基因组的DNA分析,具特定的酶切位点。

3) Gene突变改变酶切位点的消失或新产生将改变酶切片段长度。应用于限制性片段多态性分析。

二、基因运载体及其选择

载体(Vector):将外源目的DNA导入受体细胞,并能自我复制和增殖的工具。

载体具以下特征:

1)分子量小,便于携带较大的DNA片段,能进入宿主细胞并在其中增殖;

2)有多种限制酶切点,每种限制酶最好只有单一切点;

3)被切割后的载体,插入外源DNA后,不影响其复制能力,并有可选择的标记基因(如,抗药基因)。

常用的载体有:质粒,λ噬菌体,粘粒,BAC,YAC,PI等。


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