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1、 1 2第一节第一节DNA的重组的重组DNARecombination 3DNADNA重组包括：重组包括：同源重组同源重组细菌的基因转移与重组细菌的基因转移与重组位点特异重组位点特异重组转座重组转座重组接合作用接合作用转化作用转化作用转导作用转导作用 4发发生生在在同同源源序序列列间间的的重重组组称称为为同同源源重重组组(homologous recombination)，又又称称基基本本重重组组。是是最最基基本本的的DNA重重组组方方式式，通通过过链链的的断断裂裂和和再再连连接接，在在两两个个DNA分分子子同同源源序序列列间间进进行行单单链或双链片段的交换。链或双链片段的交换。 以以E.co
2、li的的同同源源重重组组为为例例，了了解解同同源源重组机制的重组机制的Holliday模型。模型。一、同源重组一、同源重组 5 6 7 8 9 10 11 12 13受体受体 14 15 16 17 18 19 20四、转座重组四、转座重组由插入序列和转座子介导的基因移由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为位或重排称为转座转座（transposition）。 21 22 23 24 25第二节第二节 重组重组DNADNA技术技术 DNA Recombination TechniqueDNA Recombination Technique 26基因工程诞生的历史背景：基因工程诞生的历史背景：
3、 19731973年是基因工程诞生的元年。年是基因工程诞生的元年。1. 19441. 1944年年Oswald T.AveryOswald T.Avery等的肺炎球菌转化等的肺炎球菌转化证明证明了了DNADNA是遗传信息携带者。是遗传信息携带者。2. 19532. 1953年年James WatsonJames Watson和和Francis Crick Francis Crick 两人提两人提出了出了DNADNA结构的双螺旋模型，揭示了遗传物质自我结构的双螺旋模型，揭示了遗传物质自我复制的机制。复制的机制。3. 1961-19653. 1961-1965年年, ,科学家破译了生物界全部科学家
4、破译了生物界全部6464个遗个遗传密码传密码, ,发表了划时代的发表了划时代的遗传密码字典遗传密码字典，提出了遗，提出了遗传信息由传信息由DNARNADNARNA蛋白质传递的蛋白质传递的中心法则中心法则。4. 19704. 1970年发现了年发现了反转录酶反转录酶，丰富了中心法则，为，丰富了中心法则，为cDNAcDNA的制备奠定了基础。的制备奠定了基础。 275.5. 染色体外染色体外DNA-DNA-质粒的深入研究，为第一批质粒的深入研究，为第一批重组重组DNADNA载体载体提供了材料。提供了材料。6. 1968-19706. 1968-1970年，年，限制性内切酶限制性内切酶的发现和纯化，的
5、发现和纯化，为为DNADNA的体外重组提供了有力的工具。的体外重组提供了有力的工具。7. 19727. 1972年，年，Berg.DBerg.D等人首次用限制性内切酶等人首次用限制性内切酶EcoRIEcoRI切割噬菌体和切割噬菌体和SV40SV40病毒病毒DNADNA分子，将这两种分子，将这两种不同来源的不同来源的DNADNA片段成功地在体外连接片段成功地在体外连接成杂合成杂合DNADNA分子。分子。 至此，至此，用重组用重组DNADNA技术改变生物学性状的尝技术改变生物学性状的尝试在试在19731973年由年由CohenCohen等人完成等人完成。从此，这项技术。从此，这项技术为生物学带来了
6、一场深刻的革命，这类技术本身为生物学带来了一场深刻的革命，这类技术本身也迅速地发展起来，并广泛地渗透到各个学科的也迅速地发展起来，并广泛地渗透到各个学科的研究领域。研究领域。 28一、重组一、重组DNA技术相关概念技术相关概念（一）（一）DNA克隆克隆克隆（克隆（clone）来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 获取同一拷贝的过程称为获取同一拷贝的过程称为克隆化克隆化（cloningcloning）, ,即无性繁殖。即无性繁殖。 29技术水平：技术水平：分子克隆（分子克隆（molecularclone）即即DNA克隆克隆细胞克隆细胞克隆个体克隆（动物或植物）
7、个体克隆（动物或植物） 30 31 32 33内切核酸酶内切核酸酶内切核酸酶内切核酸酶 34，维持细菌遗传性状的稳定。，维持细菌遗传性状的稳定。 35 36限制性内切核酸酶或限制性内切核酸酶或DNADNA结合蛋白所特结合蛋白所特异识别、结合的异识别、结合的DNADNA位点的核苷酸序列，呈位点的核苷酸序列，呈二元旋转对称，通常将这种特殊的结构顺二元旋转对称，通常将这种特殊的结构顺序称为序称为回文结构回文结构（palindromepalindrome）。）。 识别序列可以是识别序列可以是四核苷酸、六核苷酸四核苷酸、六核苷酸或八核苷酸或八核苷酸；产生的切口可以是；产生的切口可以是粘性末端、粘性末端、
8、平头或钝性末端、配伍末端。平头或钝性末端、配伍末端。 。 37 38 39 40 ( (三三) )目的基因目的基因 目的基因目的基因：用来扩增作研究或生产某一：用来扩增作研究或生产某一种蛋白质的基因。就是在重组种蛋白质的基因。就是在重组DNADNA时，人们时，人们感兴趣的基因或感兴趣的基因或DNADNA序列，又称目的序列，又称目的DNA(target DNA)DNA(target DNA)。 类型类型： cDNA(complementary DNA)cDNA(complementary DNA)：指经反转：指经反转录合成的、与录合成的、与RNARNA互补的单链互补的单链DNADNA，经聚合，经
9、聚合可合成双链可合成双链cDNAcDNA。 基因组基因组DNA(genetic DNA)DNA(genetic DNA)：指代表一：指代表一个细胞或生物体整套遗传信息个细胞或生物体整套遗传信息( (染色体及线染色体及线粒体粒体) )的所有的所有DNADNA序列。序列。 41大容量载体大容量载体柯斯质粒载体柯斯质粒载体酵母人工染色体载体酵母人工染色体载体 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63感受态细胞感受态细胞：指具备接受外源：指具备接受外源DNA能力的宿主细胞能力的宿主细胞 64 65 66 67 68 69 70 71 72（六）克隆基因的表达（六）克隆基因的表达表达体系的建立表达体系的建立表达载体的构建表达载体的构建受体细胞的建立受体细胞的建立表达产物的分离纯化表达产物的分离纯化、原核表达体系、原核表达体系、真核表达体系、真核表达体系 73第三节重组技术与医学第三节重组技术与医学的关系的关系（一）疾病基因的发现与克隆（一）疾病基因的发现与克隆（二）生物制药（二）生物制药 74 75 76 77（五）遗传病的预防（五）遗传病的预防、产前诊断、产前诊断、携带者测试、携带者测试、症候前诊断、症候前诊断、遗传病易感性预测、遗传病易感性预测
