在粉红色硬纸板上依次等距离写上下列字母：TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC...AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG...黏性未端能互补配对，如果你制作的粘性2.用剪刀（代表EcoRI）进行DNA切未端不能互补配对，说明你的操作有误，割先分别从两块硬纸板上的一条DNA应重新做一次。链上找出G-A-A-T-T-C序列，并选G-A之思考与讨论间作切口进行“切割”，燃后再从另一条链上互补的碱基之间寻找EcoRI相应的切口请按真实操作过程思考一下：剪开。1.你模拟入的DNA片段能称得上一个基因吗？3.待绿、粉红两色硬纸板上的切割位2.加果你操作失误，碱基不能配对，点全部切开后，将粉红色纸板上的DNA片可能是什么原因造成的？夜，重组到绿色硬纸板的切口处，此时用进一步模拟操作不干胶（代表DNA连接酶）将切口粘结起来，这样你就完成了一个重组DNA分子的如果你有兴越，可自制有Smal切割位点的纸板，然后按上述步暴剪切和连结，模拟制作制成一个新的重组DNA分子。如果你的操作是正确的，不同颜色的思考与探究和1.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开能连接形成.和码?以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段：能连接形成和能连接形成()CTGCA(2)-AC(3)GC..(4)G2、联系你已有的知识，想一想，为什-G-TGCG..."CTTAA么限制酶不剪切细菌本身的DNA？G.(5)(6)--GC(7)GT...(8)AATTC..3.天然的DNA分子可以直接用做基G.ACGTC"."CGCA...因工程载体吗？为什么？你能用DNA连接酶将它们连接起来吗？4.网上查询：DNA连接酶有连接单和能连接形成链DNA的本领吗？专题1基因工程7
1.2基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导人受体细胞、目的基因的检测与鉴定（图1~6)。求异思维你能推测出由mRNA反转录形成CDNA的过程大效分为哪些步集生物材料鸣？查阅相关的书箱，看看书中所述是否与你的想法相似。mRNADNA原制幕CDNA(E补DNA)一定大小范围DNAPCR包括基因文库人工合成基因组文库CDNA文库获取目的基园第二步构建表达收体第三步导入受体细跑得到转基因生物第四步目的基因检测与鉴定图1-6基因工程的基本操作流程围8专题1基因工程
目的基因的获取获取目的基因是实施基因工程的第一步。目的基因可以从自然界中已有的物种中分离出来，也可以用人工的方法合成。目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，例如，与生物抗逆性相关的基因、与优良品质相关的基因、与生物药物和保健品相关的基因、与毒物降解相关的基因，以及与工业所需用酶相关的基因等，也可以是一些具有调控作用的因子。随着科学技术的发展，获取目的基因的方法也越来越多，目前常用的方法有以下儿种。从基团文库中获取目的基园将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体寻根问流菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的为什么要构建基界文成？直接基因，称为基因文库（genelibrary)。基因文库就像一座图从合目的基因的生物体内提取不行码？书馆，每一个基因就是一本书。如果一座“图书馆”中包含了一种生物所有的基因，那么，我们就可以说这个基因文库很大，就像国家图书馆，这种基因文库叫做基因组文库（genomiclibrary）。也有一些基因文库比较小，就像某个单位的图书馆，只包含了一种生物的一部分基因，这种基因国家图书馆（基因组文库）文库叫做部分基因文库，如cDNA文库（图1－7）。怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因呢？这还是一件比较复杂的事情，简单地说就是根据自的基因的有关信息，例如一种生物的全部基根据基因的核苷酸序列、基因国制做基因组文库的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以及基因翻译产物蛋白质等特性（部分基因文库）一种生物的来获取目XX市图书馆5一部分基因的基因。叫做部分基出因文库，H6品图1-7基因组文库和部分基因文库专题1基因工程9
货生物技术妞科卡店基因文库的构建0将某种生物体内的DNA全部提取出来，选生物的基因组文库，如果用某种生物发肉的某用遗当的限制醇，将DNA初成一定龙国大小的个时期的MRNA反转录产生的多种互扑DNADNA升段，然后，将达些DNA片疫分别与载体（也叫DNA）片及与载体连接后储存在一个连接起来，导入受体菌的群体中储存，每个受体，受体蕾群中，那么，这个受体菌群体就叫做这种莆都合有了一段不同的DNA片校，也就是说，这生物的CDNA文库两种基因文库的主要区别如个鲜体包含了这种生物的所有基园，叫做这种，下表所示。文库类型CDNA文库基因组文库Q小文库大小大基国中启动子（具有自无有O动作用的DNA片良）茶国中内合子（位于瑞码蛋白无有质序列内的非编码DNA片段）燕因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基固可以物种间的基因交流部分基因可以Q利用PCR技术扩墙目的基园PCR是聚合酶链式反应（polymerase多次。由于延伸后得到的产物同样可以和chainreaction）的缩写。这项技术是由穆里斯TTATJ引物TUU（K，Mullis）等人于1988年发明的，为此，穆n0模板DNA里斯于1993年获得诺贝尔化学奖。PCR是项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合C热稳定DNA每一循环聚合（ag降）成技术。通过这一技术，可以获取大量的目贝数加信TOOOAJOUT的基因。gonPCR的原理和做法并不难，它是利用加热壹90-9℃DNA双链复制的原理，将基因的核旨酸序列DNA解链CODUUU不断地加以复制、使其数量呈指数方式增加8HOULUOOUT（图1一8）。利用PCR技术获取目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序nno列，以便根据这一序列合成引物。扩增的过净邦至55~60℃加航至70-5℃程是：目的基因DNA受热变性后解链为单引物结合到互补DNA链Taq酶从引物起始链、引物与单链相应互补序列结合，然后在互补链的合成DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环图1-8PCR反应原理示意图10专题1基因工程
物结合，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增（约为2，其中n为扩增循环的次数）。上述过程可以在PCR扩增仪中自动完成（图1一9）...---图1-9PCR扩增仪此外，如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。基因表达载体的构建基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其目的是使目的基因在受体细胞中稳定插人园启动子存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。因此，一个基因表达载体的组成，除了目表达载体的基因外，还必须有启动子（promoter），终止子（terminater）终止子以及标记基因（图1一10）等。启动子是一段有特殊结构的复制原点DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结抗生素基因合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。终止子相当于一盏红色信号灯，使转录图1-10表达载体模式图在所需要的地方停止下来。终止子位于基因的尾端：也是段有特殊结构的DNA短片段。标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有自的基因，从而将含有目的基因的寻根问衰细胞筛选出来，如抗生素基因就可以作为这种基因。特目的基国直接导入受体细感不另外，由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以是更简便吗？如果这么嫩，结果及目的基因导人受体细胞的方法不同，因此，基因表达载会意样？体的构建上也会有所差别，不可能是千简一律的将自的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步专题1基因工程11