【正文】 第十四章 基因重組與基因工程姚真真生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室GenerebinationGeneengineering中心法則 逆 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 RNA翻譯 蛋白質(zhì)復(fù)制 DNA生物體 環(huán)境 基因的表達(dá)調(diào)控適應(yīng)環(huán)境了解中心法則 對天然的 DNA進(jìn)行改造為人類服務(wù)基因工程 即 DNA重組技術(shù)。在分子水平上進(jìn)行遺傳操作， 按設(shè)計的藍(lán)圖 ，從供體中提取或人工合成 目的基因，使其與載體構(gòu)建成重組 DNA，再轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞。 目的基因 在受體細(xì)胞中表達(dá)，獲得新的遺傳性狀 。 基因工程蘇云金芽胞桿菌（蘇云金芽胞桿菌（ BT）） 毒素蛋白基因毒素蛋白基因 熒光蛋白酶基因轉(zhuǎn)胃安素番茄轉(zhuǎn)胃安素番茄 高鋅西洋番茄高鋅西洋番茄轉(zhuǎn)蝦青素胡蘿卜轉(zhuǎn)蝦青素胡蘿卜痢疾疫苗土豆痢疾疫苗土豆乳汁中分泌人凝血因子的轉(zhuǎn)基因山羊 乳汁中 分泌 人蛋白 因子的 轉(zhuǎn)基因 豬主要內(nèi)容216。DNA重組 ?216。重組 DNA技術(shù) ?216。重組 DNA與醫(yī)學(xué)的關(guān)系216。不同 DNA之間發(fā)生共價連接形成新的 DNA分子。 216?；蛞苿雍椭亟M是生物界普遍現(xiàn)象，是生物進(jìn)化的動力， DNA重組具有重要的生物學(xué)意義DNA重組概念第一節(jié) DNA重組DNA重組的類型位點特異性重組（ sitespecificrebination）接合 (conjugation)轉(zhuǎn)化(tranformation)轉(zhuǎn)導(dǎo) (transduction)同源重組（ homologousrebination）轉(zhuǎn)座重組 （ transpositionrebination）細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組一、細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移與重組 接合 (conjugation)轉(zhuǎn)化 (tranformation)轉(zhuǎn)導(dǎo) (transduction)（一）接合作用 (conjugation ) 指通過細(xì)胞的 直接 接觸 (如菌毛 ) ，遺傳信息從供體細(xì)胞 單向轉(zhuǎn)移 到受體細(xì)胞的過程。接合 轉(zhuǎn)移F因子染色體 DNA 性鞭毛Griffith肺炎球菌轉(zhuǎn)化實驗（二）轉(zhuǎn)化（ transformation） 相關(guān)概念：216。轉(zhuǎn)化： 細(xì)胞從周圍介質(zhì)中吸收裸露的 DNA,而獲得新的遺傳表型。216。感受態(tài)細(xì)胞（ petentcell） :具有攝取周圍介質(zhì)中游離 DNA分子能力的細(xì)菌細(xì)胞。 轉(zhuǎn)化過程：DNA片斷細(xì)菌攝取 DNA片斷 重組細(xì)菌性狀改變（三）轉(zhuǎn)導(dǎo)（ transduction）通過病毒（噬菌體）介導(dǎo)發(fā)生在供體細(xì)胞與受體細(xì)胞之間的 DNA轉(zhuǎn)移和重組過程。溶 菌感 染重 組感 染細(xì) 菌噬菌體 轉(zhuǎn)導(dǎo)溶菌途徑溶菌途徑溶原途徑溶原途徑噬菌體感染宿主后的兩種結(jié)局cI基因 cro基因溶原狀態(tài)cI基因 cro基因溶菌狀態(tài)噬菌體感染宿主菌后的兩種狀態(tài)是由噬菌體的 cI和 cro兩個基因編碼調(diào)控蛋白控制的，溶原狀態(tài)， cI表達(dá)；溶菌狀態(tài)， cro表達(dá)。除了控制其他基因表達(dá)外， cI和 cro兩個基因編碼調(diào)控蛋白是互為阻遏蛋白。結(jié)合協(xié)同cI基因 cro基因溶原狀態(tài)cI基因 cro基因溶菌狀態(tài)思考： 當(dāng)含噬菌體的細(xì)菌用紫外線輕度照射后， cI蛋白被降解 ,接下去會發(fā)生什么？停止照射后會怎樣？為什么會進(jìn)化成這種機(jī)制？結(jié)合協(xié)同 二、同源重組（ homologousrebination）216。不需要特異 DNA序列，而是依賴兩分子之間序列的相同或相似性而進(jìn)行的重組。216。同源序列愈長，同源重組率愈高，反之，則不易發(fā)生重組。 概念同源重組意義216。同源重組發(fā)生在任何生物中。216。細(xì)菌如果通過接合或轉(zhuǎn)化獲得的外源DNA與宿主 DNA充分同源，那末外源DNA就可以整合進(jìn)宿主的染色體。216。同源重組也是 DNA損傷修復(fù)的重要機(jī)制ElectronmicrographofaHollidayJunctionHollidayJunction(A)ThestructureofaHollidayjunctionboundbyCrerebinase(gray),abacteriophageprotein.(B)AschematicviewofaHollidayjunction.5180。 3180。5180。3180。5180。3180。5180。3180。分支遷移(recA)5180。 3180。5180。 3180。5180。3180。5180。3180。內(nèi)切酶(recBCD)5180。 3180。5180。 3180。5180。3180。5180。3180。 5180。3180。3180。3180。5180。5180。內(nèi)切酶(recBCD)5180。3180。3180。3180。DNA侵?jǐn)_(recA)3180。5180。5180。 3180。5180。3180。5180。3180。DNA連接酶Holiday中間體5180。 3180。5180。 3180。5180。3180。5180。3180。E.coli的同源重組過程：5180。 3180。Holiday中間體5180。 3180。5180。3180。5180。3180。3180。5180。 5180。5180。5180。3180。3180。3180。內(nèi)切酶(ruvC)內(nèi)切酶(ruvC)5180。 5180。5180。5180。3180。3180。3180。3180。5180。3180。 5180。5180。5180。3180。3180。3180。DNA連接酶3180。5180。5180。5180。5180。3180。3180。3180。拼接重組體DNA連接酶5180。 5180。5180。5180。3180。3180。3180。3180。片段重組體Holliday模型同源重組步驟① 兩個同源染色體 DNA排列整齊② 一個 DNA的一條鏈斷裂、并與另一個 DNA對應(yīng)的鏈連接，形成 Holliday中間體③ 通過分支移動產(chǎn)生異源雙鏈 DNA④ Holliday中間體切開并修復(fù)，形成兩個雙鏈重組體 DNA，分別為：片段重組體 (patchrebinant)拼接重組體 (splicerebinant)片段重組體 （見模型圖 右 邊產(chǎn)物）： 切開的鏈與原來斷裂的是同一條鏈，重組體含有一段異源雙鏈區(qū)，其兩側(cè)來自同一親本DNA。5180。 5180。5180。5180。3180。3180。3180。3180。片段重組體拼接重組體 （見模型圖 左 邊產(chǎn)物）：切開的鏈并非原來斷裂的鏈，重組體異源雙鏈區(qū)的兩側(cè)來自不同親本 DNA。 3180。5180。5180。5180。5180。3180。3180。3180。拼接重組體 位點特異性重組： 由整合酶催化，在兩個DNA位點特異的短序列之間發(fā)生的切割和連接反應(yīng) :l?噬菌體 DNA整合l 細(xì)菌特異位點重組l免疫球蛋白基因的重排三、位點特異性重組（一） λ噬菌體 DNA的整合216。λ噬菌體的整合酶識別噬菌體和宿主染色體的特異靶位點發(fā)生選擇性整合；216。反轉(zhuǎn)錄病毒整合酶可特異地識別、整合反轉(zhuǎn)錄病毒 cDNA的 長末端重復(fù)序列 (long terminalrepeat,LTR)。 attPattBE. coli DNAInt, IHF Int, IHF , Xis? DNA噬菌體 DNA的整合和切除att:attachmentsite,Int:integrase,IHF:integrationhostfactor,Xis:excisionas