今天東南數理化給大家帶來的是基因工程的相關概念，同學們一定要好好看哦！
1.1DNA重組技術的基本工具
切割DNA的工具是限制性核酸內切酶( restrictionendonucleases)，又稱限制酶
每-條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵
當限制酶在它識別序列的中心軸線(圖中虛線)兩側將DNA的兩條鏈分別切開時,產生的是黏性末端，而當限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產生的則是平未端。
-種能夠將兩條DNA鏈連接起來的酶,稱之為DNA連接酶( DNAligase )
一類是從大腸桿菌中分離得到的,稱為E:coli DNA連接酶;另一類是從T4噬菌體中分離出來的,稱為T4DNA連接酶
質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立於細菌擬核DNA之外,犋有自我複製能力的很小的雙鏈環狀DNA分子。
1.DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?為什麼?
答:不是一回事。( 1 ) DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3’末端的羥基上,形成磷酸二酯鍵;而DNA連接酶是在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,不是在單個核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。
( 2 ) DNA聚 合酶是以一條DNA鏈為模板 ,將單 個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條嶼模板鏈互補的DNA鏈 ;而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。因此DNA連接酶不需要模板。
2.基因工程載體有哪些?
答:質粒,入噬菌體的衍生物、動植物病毒等
3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程載體嗎?為什麼?
答:作為基因工程使用的載體必需滿足以下條件。
( 1 )載體DNA必需有-個或多個限制酶的切割位點,以便目的基因可以插入到載體上去。這些供目的基因插入的限制酶的切點所處的位置,還必須是在質粒本身需要的基因片段之外,這樣才不至於因目的基因的插入而失活。
( 2 )載體DNA必需具備自我複製的能力， 或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的複製而同步複製。
( 3 )載體DNA必需帶有標記基因,以便重組後進行重組子的篩選。
( 4)載體DNA必需是安全的,不會對受體細胞有害,或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去。
( 5)載體DNA分子大小應適合,以便提取和在體外進行操作，太大就不便操作。
實際上自然存在的質粒DNA分子並不完全具備上述條件,都要進行人工改造後才能用於基因工程操作。
1.2基因工程的基本操作程序
將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導入受體菌的群體中儲存,各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱為基因文庫( gene library)。
2、基因文庫就像一座圖書館,每一個基因就是一 本書。如果一座“圖書館”中包含了一種生物所有的基因,那麼,我們就可以說這個基因文庫很大,就像國家圖書館,這種基因文庫叫做基因組文庫(genomic library)。
3、也有一些基因文庫比較小,就像某個市或某個單位的圖書館,只包含了一種生物的一部分基因,這種基因文庫叫做部分基因文庫，如cDNA文庫
4、如果用某種生物發育的某個時期的mRNA反轉錄產生的多種互補DNA (也叫cDNA)片段,與載體連接後儲存在一個受體菌群中,那麼,這個受體菌群體就叫做這種生物的cDNA文庫。
5、PCR的原理和做法並不難,它是利用DNA雙鏈複製的原理,將基因的核苷酸序列不斷地加以複製,使其數量呈指數方式增加(圖1 - 8)。
6、利用PCR技術擴增目的基因的前提,是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據這一序例合成弓|物。
7、熱穩定性DNA聚合酶( Taq酶)
8、基因表達載體的構建是實施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。期的是使目的基因在受體細胞中穩定存在,並且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發揮作用。9、 啟動子是一段有特殊結構的DNA片段,位於基因的首端,它是RNA聚合酶識別和結合的部位,有了它才能驅動基因轉錄出mRNA ,最終獲得所需要的蛋白質。
10、終止子相當於一盞紅色信號燈 ,使轉錄在所需要的地方停止下來。終止子位於基因的尾端,也是一段有特殊結構的DNA短片段。
11、標記基因的作用是為了鑑別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來，如抗生素抗性基因就可以作為這種基因。
12、將目的基因導入 受體細胞是實施基因工程的第三步。目的基因進入受體細胞內,並組在受體細胞內維持穩定和表達的過程，稱為轉化( transformation )。
13、將目的基因導入植物細胞採用最多的方法是農桿菌轉化法。農桿菌是一種在土壤中生活的微生物,能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物,而對大多數單子葉植物沒有感染能力。
14、當植物體受到損傷時 ,傷口處的細胞會分泌大量的酚類化合物,吸引農桿菌移向這些細胞,這時農桿菌中的T質粒上的T-DNA (可轉移的DNA)可轉移至受體細胞,並組整合到受體細胞染色體的DNA上。
15、基因槍法 基因槍法( particle gun)又稱微彈轟擊法，是利用壓縮氣體產生的動力,將包裹在金屬顆粒表面的表達載體DNA打入受體細胞中,使目的基因與其整合並表達的方法。
16、花粉管通道法就是在植物受粉後 ,花粉形成的花粉管還未癒合前，剪去柱頭,然後,滴加DNA(含目的基因),使目的基因藉助花粉管通道進入受體細胞。
17、顯微注射技術是轉基因動物中採用最多,也是最為有效的一種將目的基因導入動物細胞的方法。
18、大腸桿菌細胞最常用的轉化方法是:首先用Ca2+處理細胞，使細胞處於種能吸收周圍環境中DNA分 子的生理狀態，這種細胞稱為感受態細胞
19、目的基因導入 受體細胞後,是否可以穩定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑑定才能知道。這是基因工程的第四步工作
20、 要檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因,這是目的基因能否在受體細胞中穩定遺傳的關鍵。檢測方法是採用DNA分子雜交技術，即將轉基因生物的基因組DNA提取出來,在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作標記,以此作為探針,使探針與基因組DNA雜交,如果顯示出雜交帶,就表目的基因已插入染色體DNA中
21、還需要檢測目的基因是否轉錄出了mRNA ,這是檢測目的基因是否發揮功能作用的第一步。檢測方法同樣是採用分子雜交技術，與上述方法不同之處是從轉基因生物中提取的是
mRNA，同樣用標記的目的基因作探針,與mRNA雜交,如果顯示出哚交帶,則表明目的基因轉錄出了mRNA
22、檢測目的基因是否翻譯成蛋白質。 檢測的方法與上述方法所不同,是從轉基因生物中提取蛋白質，用相應的抗體進行抗原一抗體雜交,若有雜交帶出現,表目的基因已形成蛋白質產品。
閱讀更多 東南數理化教育 的文章
