外源基因的表達ppt課件(已修改)
2025-01-29 17:10 本頁面
【正文】 第六章 外源基因的表達 基因重組的 主要目的 使目的基因在某一細胞中能得到高效表達，即 產(chǎn)生人們所需要的高產(chǎn)的目的基因產(chǎn)物 ，如蛋白質(zhì)、多肽類生物藥物。 基因工程技術(shù)的 核心 —— 基因表達技術(shù) 。 基因表達 —— 是指 結(jié)構(gòu)基因 在調(diào)控序列的作用下轉(zhuǎn)錄成 mRNA，經(jīng)加工后在核糖體的協(xié)助下又轉(zhuǎn)譯出相應(yīng)的基因產(chǎn)物 —— 蛋白質(zhì) ，再在受體細胞環(huán)境中經(jīng) 修飾 而顯示出相應(yīng)的功能。 從基因到有功能的產(chǎn)物這整個 轉(zhuǎn)錄 、 轉(zhuǎn)譯 及所有的 加工 過程就是基因表達的過程，它是在一系列 酶和調(diào)控序列 的共同作用下完成的。 基因表達在原核生物與真核生物中的差別 （ 1） 原核生物表達系統(tǒng) ?基因表達是以 操縱子 的形式進行的。 ?當操縱子的調(diào)節(jié)基因與 RNA聚合酶作用時，結(jié)構(gòu)基因則開始轉(zhuǎn)錄成相應(yīng)的 mRNA。 ?與此同時， mRNA立即與核糖體結(jié)合轉(zhuǎn)譯出相應(yīng)的多肽或蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)錄完畢時轉(zhuǎn)譯也完成，隨之 mRNA也被水解掉。 基因操縱子調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖 調(diào)節(jié)基因 啟動基因 操縱基因 結(jié)構(gòu)基因 DNA 轉(zhuǎn)錄 （ ） RNA聚合酶 （ +） 轉(zhuǎn)錄 翻譯 mRNA 翻譯 阻遏蛋白 蛋白質(zhì) 誘導劑 控制區(qū) 信息區(qū) 操縱子 （ 2） 真核生物基因表達系統(tǒng) ?轉(zhuǎn)錄 是在 核內(nèi) 進行的，先生成 hnRNA，再加工去掉內(nèi)含子，外顯子相連接，并修飾 5′和 3′末端后才形成成熟的、有功能的 mRNA。 ?mRNA只能在 細胞質(zhì) 中的 核糖體 上 轉(zhuǎn)譯 成多肽或蛋白質(zhì)，再經(jīng)過加工、糖化，形成高級結(jié)構(gòu)。 第三節(jié) 外源基因表達系統(tǒng) 外源基因表達系統(tǒng)： 泛指目的基因與表達載體重組后，導入合適的受體細胞，并能在其中有效表達，產(chǎn)生目的基因產(chǎn)物（目的蛋白）。 外源基因表達系統(tǒng) 基因表達載體 受體細胞 基因表達系統(tǒng) 原核 生物基因表達系統(tǒng)： 如大腸桿菌表達系統(tǒng)、芽孢桿菌表達系統(tǒng)、鏈霉菌表達系統(tǒng)、藍藻表達系統(tǒng)等。 真核生物基因表達系統(tǒng)： 如酵母表達系統(tǒng)、植物細胞表達系統(tǒng)、昆蟲細胞表達系統(tǒng)、哺乳動物細胞表達系統(tǒng)等。 原核生物 作為基因表達系統(tǒng)的受體細胞所具有的特點： 原核生物多為單細胞異養(yǎng)，生長快，代謝易于控制，可通過發(fā)酵迅速獲得大量基因表達產(chǎn)物。 基因組結(jié)構(gòu)簡單，便于基因操作和分析。 多數(shù)原核生物細胞內(nèi)含有質(zhì)?；蚴删w，便于構(gòu)建相應(yīng)的表達載體。 生理代謝途徑及基因表達調(diào)控機制比較清楚。 不具備真核生物的蛋白質(zhì)加工系統(tǒng)，表達產(chǎn)物無特定的空間構(gòu)象。 內(nèi)源蛋白酶會降解表達的外源蛋白，造成表達產(chǎn)物的不穩(wěn)定。 一、大腸桿菌基因表達系統(tǒng) 大腸桿菌 —— 是一種 革蘭氏陰性細菌 ，其遺傳背景清楚，目標基因表達的水平高，培養(yǎng)周期短。 目前大多數(shù)外源基因都是以大腸桿菌為受體系統(tǒng)進行表達的，是目前應(yīng)用最廣泛的基因表達系統(tǒng)。 大腸桿菌表達系統(tǒng)的優(yōu)越性： ① 已經(jīng)掌握了十分豐富的有關(guān)大腸桿菌基礎(chǔ)生物學、遺傳學以及分子生物學等方面的 背景知識 ，特別是對其 基因表達調(diào)控 的分子機理有了深刻的了解； ②大腸桿菌已被發(fā)展成為一種 安全的 基因工程實驗體系，擁有各類適用的 寄主菌株 和不同類型的 載體系列 ； ③實驗已經(jīng)證明，許多克隆的 真核基因 都可以在大腸桿菌細胞中實現(xiàn)有效的、高水平的表達； ④大腸桿菌培養(yǎng)方便、操作簡單、成本低廉，易于進行工業(yè)化批量生產(chǎn)。
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