《基因工程常用载体》课件

基因工程常用载体基因工程简介基因工程是指通过体外操作，将外源基因导入受体细胞，并使外源基因在受体细胞中稳定遗传和表达的技术基因工程是一种现代生物技术，在医药、农业、环境保护等领域有着广泛的应用基因工程的核心是基因的重组，即把来自不同生物体的基因片段连接在一起，并将其导入受体细胞，从而获得新的基因型和表型基因工程载体概念作用12基因工程载体是指能够将外源基因导入宿主细胞，并使载体可以作为外源基因的运载工具，将目的基因送入宿外源基因在宿主细胞内复制、表达的DNA分子主细胞，实现基因的克隆、表达和遗传改造大肠杆菌质粒环状双链DNA携带基因基因工程工具质粒是一种存在于细菌染色体外的环状质粒可以携带各种基因，例如抗生素抗质粒在基因工程中作为载体，将目标基双链DNA分子，可以独立复制性基因、发光基因等因插入质粒，然后导入宿主细胞进行表达质粒的结构质粒是细菌染色体之外的环状DNA分子，它们通常含有复制起点、抗生素抗性基因和其他基因抗生素抗性基因使宿主细菌能够抵抗特定抗生素，例如氨苄青霉素或卡那霉素复制起点使质粒能够在宿主细菌中独立复制，并确保它们被复制到子代细菌中质粒中的其他基因可以表达产生对宿主细菌有益的蛋白质或酶例如，某些质粒含有编码磷酸酯酶的基因，该酶可以分解磷酸盐，帮助细菌利用磷酸盐作为营养来源质粒复制和分离复制1质粒DNA在宿主细胞内独立复制分离2利用碱裂解法和离心技术分离质粒纯化3通过柱层析技术获得高纯度的质粒质粒的选择复制起点抗生素抗性基因复制起点决定了质粒的复制效抗生素抗性基因可以用来筛选率和数量，选择合适的复制起含有质粒的细菌，便于实验操点可以保证实验的效率作和结果分析多克隆位点多克隆位点是用来插入外源基因的区域，选择合适的克隆位点可以方便基因的插入和表达质粒的操纵表达克隆一旦目标基因被克隆到质粒中，它就可以在宿主细胞中表达，以产生所需质粒的克隆过程包括将目标基因插入质粒并将其转移到宿主细胞中的蛋白质123筛选通过选择性标记，研究人员可以识别含有目标基因的克隆质粒，并分离出这些克隆质粒的表达系统原核表达系统真核表达系统例如大肠杆菌，适用于生产重组蛋例如酵母，可用于生产更复杂的蛋白质，如胰岛素白质，如疫苗哺乳动物表达系统例如CHO细胞，适合生产与人体蛋白相似的蛋白质，如治疗性抗体病毒载体病毒载体是利用病毒的遗传物质作为载体，将外源基因导入宿主细胞的一种工具病毒载体具有感染效率高、基因表达水平高的特点，广泛应用于基因治疗、疫苗开发等领域噬菌体载体T4噬菌体λ噬菌体M13噬菌体用于构建基因克隆载体，可进行大片段可用于构建基因克隆载体、表达载体，用于构建单链DNA克隆载体，可用于DNA的克隆和表达并可作为基因组文库的构建载体DNA测序、突变分析和蛋白质表达宿主载体系统-宿主细胞载体基因工程中，宿主细胞是指能够接受并表达外源基因的细胞载体是用来将外源基因导入宿主细胞的工具，通常是质粒或病毒重组技术DNA连接酶1连接DNA片段限制性内切酶2切割DNA分子载体3运载目的基因重组技术是基因工程的核心，它利用酶来切割和连接DNA片段，并将目的基因插入载体中，最终实现基因的克隆和表达限制性内切酶DNA剪刀特异性12识别特定的DNA序列并将其每种限制性内切酶识别独特切割，是基因工程中常用的的DNA序列，确保切割的精工具确性切割方式3切割可以产生平末端或粘性末端，为DNA片段的连接提供可能性连接酶DNA连接酶作用重要性DNA连接酶是一种催化DNA片段连它可以将两个具有互补末端的DNA在基因工程中，DNA连接酶是构建接的酶片段连接起来，形成一个完整的重组DNA分子必不可少的工具DNA分子蛋白质表达与分离蛋白质表达基因工程的核心目标是表达特定蛋白质细胞裂解首先需要将表达蛋白质的细胞破碎，释放出蛋白质蛋白质纯化通过各种技术，例如色谱法，分离目标蛋白质亲和层析法利用特异性抗体或配体，吸附待分通过洗脱液洗去杂蛋白，纯化目标离的蛋白质蛋白蛋白质与抗体或配体结合，形成复合物蛋白质电泳技术分离蛋白质分析蛋白质应用广泛蛋白质电泳利用电场分离蛋白质，根据该技术用于分析蛋白质的大小、纯度、广泛应用于生物学、医药、食品安全等大小和电荷分离数量和结构领域免疫层析技术快速检测原理免疫层析技术是一种快速、简便的定性或半定量检测方法，常利用抗原抗体特异性结合原理，通过层析技术将目标物质与标用于现场检测记物分离，实现检测大肠杆菌表达系统简单易操作高效表达应用广泛大肠杆菌培养简单，技术成熟，成本低大肠杆菌具有高效的蛋白质合成机制，广泛应用于医药、农业、工业等领域，廉，操作方便，易于进行基因改造能快速产生大量的目的蛋白是基因工程研究中最常用的表达系统酵母表达系统真核表达系统高表达效率酵母细胞具有完整的真核细酵母细胞可以实现高水平的胞结构，可以进行蛋白质的蛋白质表达，并具有较好的正确折叠和修饰可扩展性易于操作酵母细胞培养条件相对简单，操作方便，成本较低昆虫细胞表达系统利用昆虫细胞，例如Sf9细胞，进行常用的病毒载体是杆状病毒，如巴基因表达库洛病毒能够表达真核蛋白，并进行糖基化修饰哺乳动物细胞表达系统高表达水平翻译后修饰哺乳动物细胞可以产生大量的哺乳动物细胞可以进行糖基化蛋白质，并且可以进行翻译后、磷酸化和酰基化等翻译后修修饰，使其具有正确的结构和饰，使蛋白质具有生物活性功能复杂蛋白质表达哺乳动物细胞可以表达复杂的蛋白质，包括多肽和抗体，这些蛋白质在其他系统中难以表达挑选合适的表达系统目的基因宿主细胞目标蛋白选择合适的表达系统要考虑目的基因的宿主细胞的安全性、易于培养、高表达目标蛋白的性质，例如是否需要进行折大小、结构、表达水平以及目标蛋白的量和蛋白修饰能力都是重要的考虑因素叠或修饰，也会影响表达系统的选择特性基因工程在医药领域的应用药物生产基因治疗疫苗开发基因工程可用于生产各种药物，如胰岛基因工程为治疗遗传病提供新的方法，基因工程用于生产更安全有效的疫苗，素、干扰素和生长激素例如通过基因替换或基因修复例如针对乙肝、流感和HPV的疫苗基因工程在农业领域的应用抗虫作物抗除草剂作物12利用基因工程技术培育出抗虫作物，减少了农药的使用，提通过基因改造，使作物对除草剂具有抗性，减少了除草剂的高了农作物的产量和质量，并保护了环境使用量，简化了田间管理，提高了作物产量提高营养价值改善口感和品质34基因工程可以提高作物的营养价值，例如增加维生素、蛋白基因工程可以改善作物的口感和品质，例如延长保质期、提质、氨基酸等含量，提高食品的营养价值高抗病性、改善颜色等基因工程的伦理问题生物安全伦理道德基因工程可能产生新的病原体人类是否应该干预生命，创造，对人类健康造成威胁新的生命形式，以及对生命的定义社会公正基因工程的应用是否会加剧社会不平等，例如基因检测和治疗的费用未来展望基因编辑技术基因工程伦理CRISPR-Cas9技术将不断发展，为治疗遗传疾病和改善人类健康提供更社会将加强对基因工程伦理问题的讨论，制定更加完善的法律法规，确保精准、高效的解决方案技术应用的安全和伦理123合成生物学合成生物学将催生新的生物材料和药物，解决能源和环境问题，推动生物制造行业发展总结与展望基因工程技术不断发展，未来将更基因工程技术的应用将带来更多新广泛地应用于医药、农业、环境保药、新技术和新产业，为人类社会护等领域带来福祉问答环节有任何关于基因工程或常用载体的问题，请随时提出！我们很乐意与您探讨并解答您的疑惑。