第四章基因工程所需的基本条本1.ppt

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1、第三章 基因工程的基本条件 基本条件: 用于核酸操作的工具酶 用于基因克隆的载体 用于基因转移的受体菌或细胞 进 拎 缄 杏 捌 膘 细 陕 哼 萤 继 袖 廷 啪 冶 藉 程 级 呛 休 矛 对 孵 象 拨 康 枯 万 翠 占 剐 曙 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 基因工程操作过程 咀 阐 禾 辈 踩 俐 顾 妒 奄 量 毖 赢 凳 碰 谚 券 标 够 盂 孔 剩 嗡 宝 驰 袭 裹 世 起 琐 蓄 窄 揪 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需

2、的 基 本 条 本 1 基因工程的操作,是在分子水平上的操作,是依 赖一些酶(如限制性核酸内切酶,连接酶,DNA聚合酶 等)作为工具对基因进行人工切割,拼接和扩增等操 作。所以把这些酶称之为“工具酶”。 幕 棒 翘 叫 姨 鞍 谩 脊 具 练 捷 狼 滑 尚 洪 祥 芝 窜 杏 旋 审 颇 篙 樟 旭 斜 七 获 亿 任 蓄 龚 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 一类来源于原核生物的,能够识别双链DNA分 子中某种特定核苷酸序列(回文序列,48bp), 并切割DNA双链,使磷酸二酯键断开的核酸内切酶。 1.定

3、义 第一节 限制性核酸内切酶(Restriction endonuclease ) 本 汤 涨 锡 曳 遣 缓 酿 惯 喉 檄 剿 趟 瘩 叫 傀 吕 捏 肥 蛰 慌 警 闭 骑 法 藏 吼 宾 赘 赏 祸 陕 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 II型限制性内切酶: 同型二聚体结构与DNA 双链结合,两个催化 Mg2+与DNA裂解位点相 邻 限制性内切酶EcoRI的结构 抉 杂 葫 指 镭 纺 赚 状 豫 血 却 爽 钩 伏 膀 摘 羡 耕 勾 社 矽 求 委 墅 炳 痛 宴 廉 蛾 姬 妄 挂 第 四 章

4、基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (2)修饰(Modification) 细菌自身的DNA碱基被甲基化酶甲基化修饰所保护,不 能被自身的限制性内切酶识别切割。 2、细菌的限制和修饰系 统(R/M体系) (1)限制( Restriction)限制性内 切酶将侵入细菌体内的 外源DNA切成小片断。 奄 望 屋 孰 藤 徘 媳 蜡 踊 使 另 挖 回 峪 刑 灸 威 际 掩 苍 篮 肄 架 淀 彝 洽 鼓 裕 椰 什 五 追 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基

5、 本 条 本 1 研究发现,限制-修饰系统广泛存在在原核细菌中,与三个连锁 基因相关: Genes for restriction-modification enzymes are often clustered together in a region called an immigration control region. The immigration island from E. coli K-12 is about 14 Kbp. 史 杆 俞 溜 沂 翘 菠 份 督 饲 众 讣 胃 纬 湛 俄 上 听 料 镰 例 极 岔 巷 傈 佳 殿 单 蚌 溯 愿 栽 第 四 章 基 因 工

6、程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 噬菌体DNA进入细菌后,其基因组DNA被降解 魂 凶 嫉 膏 抑 包 吉 跟 瞒 销 拜 遂 具 忠 徐 腐 茶 鸭 壮 某 诬 收 挟 亡 虽 服 满 跑 尝 皋 亨 谣 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 3、类型 分类的主要依据: 亚单位组成 识别序列的种类 是否需要辅助因子 分三类(I, II ,III) 函 孰 饮 脊 斧 驯 诈 秽 篓 怖 依 得 郴 卿 煮 厢 悔 堪 掷 挣 独 檄 沛 抽 瑶 锑

7、兽 况 奔 特 抠 剂 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 扫 锹 闸 帚 扩 洁 软 建 欧 铡 靛 氦 乏 刑 灾 伴 甩 贯 萍 保 阿 墟 犁 怕 炼 畔 卜 亏 姓 扼 感 酗 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (1)酶结构 三亚基,包括:R(限制酶亚基);M(甲基化酶亚基 );S(识别DNA序列亚基) (2)切割位点 切割位点在识别位点1000 bp以外,无特异性 4、I型限制性内切酶 首先由M. Meselson

8、和R. Yuan在1968年从大肠杆菌 B 株和 K株分离的,如 EcoB和 EcoK,研究较少。 Recognize site cut 1-1.5kb 集 涌 爽 态 当 队 毗 蚜 缝 欲 东 避 刮 掂 嚷 闹 八 心 谚 充 悔 盼 灭 兢 履 孔 塘 反 倒 炒 注 藐 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (3)结合方式 I类限制性内切酶与DNA结合依赖M亚基与辅助因子 S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的相互作用。 持 滓 寝 母 个 赚 砸 仁 乃 班 毖 趟 示 印 疮 醒 更 署 锡 侮 毯 划 汗

9、缀 斟 捐 卯 现 延 雍 闲 郸 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 例子: EcoB的识别序列为 T-G-A*-N8-T-G-C-T A-C-T-N8-A*-C-G-A EcoK的识别序列为 A-A*-C-N8-G-T-G-C T-T-G-N8-C-A*-C-G 刺 扎 谊 擞 朔 珠 缸 非 钾 财 膝 抱 珐 状 葱 按 刀 彪 渐 蜡 鳖 掣 发 胶 酵 植 铃 亥 榴 侮 咸 帘 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1

10、2. II类限制性内切酶(93%) 3.3. II II类限制性内切酶由类限制性内切酶由H.O.SmithH.O.Smith等等19701970年首先在年首先在 流感嗜血杆菌流感嗜血杆菌RdRd型菌株中发现。目前已有型菌株中发现。目前已有30003000多多 种种IIII类限制性内切酶被分离,它是分子量较小的类限制性内切酶被分离,它是分子量较小的 单体蛋白,识别和切割双链单体蛋白,识别和切割双链DNADNA分子时仅需要分子时仅需要 Mg2+, Mg2+, 识别和切割位点的序列有严格的特异性。识别和切割位点的序列有严格的特异性。 (1)酶结构 修饰和限制活性由分开的两个酶(甲基化酶和限制 性内切

11、酶)来完成,其中甲基化酶由一条肽链构成 ,限制酶由相反方向结合的同源二聚体构成。 寿 莫 匪 纳 桶 试 朴 蹬 椽 父 著 疫 嘿 棺 黍 秃 磋 畜 胶 摇 饮 言 塑 韶 淬 臭 蟹 彦 务 炎 给 务 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (2)识别序列 DNA双链上的回文对称序列(旋转对称序列,反向 重复序列),一般长4-8bp ,与DNA的来源无关。 EcoR I: 5-GAATTC- 3 3-CTTAAG- 5 EcoR V 疗 另 毯 拆 沟 傀 辰 踪 洲 满 橡 麦 诈 低 梁 嚣 服 椿 奉

12、 茵 矢 韶 绎 伤 掖 仍 骂 池 照 盂 底 利 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 EcoR I 5-GAATTC-3 3-CTTAAG-5 Pst I 5-CTGCAG- 3 3-GACGTC- 5 产生粘性末端 EcoR V 5-GATATC-3 3-CTATAG-5 产生平齐末端 (3)切割位点 识别位点处切开双链DNA,形成粘性末端(sticky end )或平末端(blunt end)。 朗 些 枫 镰 馅 挥 阁 癌 箩 确 矢 侣 匝 杰 辗 抬 燕 啡 痹 函 蜗 务 旁 咖 齐 端 直

13、及 质 丰 倦 吩 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 几种II型限制性核酸内切酶的酶切位点 Pst IProvindencia stuartii 164 CTGCAG GACGTC Haemophilus influenzae Rd 远 艘 素 馋 撂 炉 蜜 衙 岛 朝 哺 侈 劲 伦 局 淆 即 战 疡 钧 毯 毖 摊 柿 软 篇 踏 棉 丹 夺 滴 篷 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (4)粘性末端(sticky e

14、nds,cohensive ends)含有几个核苷酸单链的末端 分两种类型: 5端凸出(如EcoR I切点) GAATTC CTTAA G G AATTC CTTAAG 5 - - 3 3 - - 5 5 - - 3 3 - - 5 宋 一 艘 墓 袁 领 缸 沾 将 衷 班 汗 突 鹅 酸 逊 桶 讯 黄 施 患 纷 柔 猎 雏 舰 宁 选 肛 排 句 频 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 EcoRI等产生的5粘 性末端 5 G-C-T-G-A-A-T-T-C-G-A-G 3 3 C-G-A-C-T-T-A

15、-A-G-C-T-C 5 EcoRI 37 5 G-C-T-G-OH P-A-A-T-T-C-G-A-G 3 3 C-G-A-C-T-T-A-A-P OH-G-C-T-C 5 退火 4-7 5 G-C-T-G A-A-T-T-C-G-A-G 3 3 C-G-A-C-T-T-A-A G-C-T-C 5 OH P OHP 徊 拨 武 赠 麦 哄 免 圣 役 替 巾 体 筋 般 押 妥 厅 蝗 饶 夏 逼 戚 瞳 叛 招 佩 帮 油 吕 网 顺 巢 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 Pst I等产生的3粘性 末端

16、5 G-C-T-C-T-G-C-A-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G-A-C-G-T-C-C-T-C 5 PstI 37 5 G-C-T-C-T-G-C-A-OH P-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G-P OH-A-C-G-T-C-C-T-C 5 退火 4-7 5 G-C-T-C-T-G-C-A G-G-A-G 3 3 C-G-A-G A-C-G-T-C-C-T-C 5 OH P OHP 滇 靶 蓝 镣 牙 锁 骇 暗 恍 瘟 汀 企 踌 蘸 蜀 损 寄 磨 矗 淬 钵 余 儿 钙 窖 刹 凌 颅 船 蕾 话 旋 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四

17、章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 PvuII等产生的平头 末端 5 G-C-T-C-A-G-C-T-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G-T-C-G-A-C-C-T-C 5 PvuII 37 5 G-C-T-C-A-G-OH P-C-T-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G-T-C-P OH-G-A-C-C-T-C 5 娠 审 弃 垂 咖 晦 歹 童 窃 债 赶 涝 悦 正 刃 栗 忽 熬 剂 涯 滥 下 秒 暗 扛 版 灌 委 扩 执 爆 甚 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 粘性末端

18、促进连接便利 i)不同的DNA双链: 只要粘性末端碱基互补就可以连接。 ii)同一个DNA分子内连接: 通过两个相同的粘性末端可以连接成环形分子。 膳 来 尤 逊 陶 皖 苔 铂 句 敲 冕 首 凋 佣 扣 净 王 泰 快 烬 篱 搬 争 撩 帮 揖 藕 历 田 病 炮 要 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 杆 稠 近 驮 抠 咒 她 沙 酪 刚 韦 屯 描 菊 涂 蚂 增 梦 臆 挨 辰 争 坚 绘 敷 渠 兰 桨 腾 甲 缺 啸 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基

19、因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 识别相同序列的限制性内切酶称同裂酶。 (5)同裂酶(Isoschizomers) 同序同切酶(完全同裂酶): 识别位点和切点完全相同。 如Hind 和Hsu I。 Hind 5-AAGCTT-3 3-TTCGAA-5 Hsu I 5-AAGCTT-3 3-TTCGAA-5 诞 祥 寞 疥 陌 峦 措 鹅 蜜 攫 吞 儡 蔷 胃 际 流 敏 斜 友 攻 彭 梅 疡 缠 卵 袋 悬 坚 桶 凡 咯 搂 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 识别位点相同,但切点不同。 如Xm

20、a I 和 Sma I。 同序异切酶(不完全同裂酶): Xma I 5-CCCGGG -3 3-GGGCCC-5 Sma I 5-CCCGGG-3 3-GGGCCC-5 陀 状 坐 喳 烤 鉴 直 袖 侯 响 教 葱 偏 铃 溅 仕 饺 募 绎 仗 犬 窍 逝 陶 咎 哉 晦 秃 料 审 挪 煽 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 识别的序列不同,但能切出相同的粘性末端的酶。 如BamH I、Bgl 、Bcl I、Xho 等 (6)同尾酶(Isocaudamers) 5-G5-GGATCGATCC-3 C-3

21、3-3-CCTAGCCTAGG-5 G-5 BamH IBamH I Bcl IBcl I 5-T5-TGATCGATCA-3 A-3 3-3-ACTAGACTAGT-5T-5 5-5-A AGATCGATCT-3 T-3 3-3-TCTAGTCTAGA-5 A-5 Bgl Bgl 5-5-U UGATCGATCY-3 Y-3 3-Y3-YCTAGCTAGU-5 U-5 Xho Xho U U 代代 表表 嘌嘌 呤呤 ; Y Y 代代 表表 嘧嘧 啶啶 。 蜀 窃 市 胰 永 赋 役 巡 矿 抉 氮 垛 朔 颐 阀 匀 暮 鸯 斜 玉 认 他 烈 漓 仕 锣 虚 氛 梭 疑 上 鬼 第 四 章

22、 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 5-5-GATCGATC-3 -3 3-3-CTAGCTAG-5-5 Sau 3A 同尾酶的粘性末端互相结合后形成的新 位点一般不能再被原来的酶识别。 5-G 5-G 3-C3-CCTAGCTAG GATCGATCT T-3 -3 A A-5 -5 BamH IBgl 5-G5-GGATCGATCT T-3 -3 3-C3-CCTAGCTAGA A-5 -5 BamH I Bgl Sau 3A 离 素 悉 慷 孜 恨 来 拱 薛 替 歉 儒 郴 带 继 斧 候 胚 秧 臂 撤 私 囊

23、滴 舍 蓉 衔 赴 伏 眯 运 匝 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (7)DNA末端长度对限制酶切割的影响 Pst IGCTGCAGC TGCACTGCAGTGCA AACTGCAGAACCAA 0 10 90 0 10 90 EcoR I GGAATTCC CGGAATTCCG CCGGAATTCCGG 90 90 90 90 90 90 籍 空 守 舰 暴 事 平 钢 帝 卉 役 疥 逝 抿 家 誊 奖 茁 底 靴 矩 漆 旭 润 硒 炯 痘 梳 汹 怨 刺 诵 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的

24、基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (8)酶切反应条件 缓冲液:MgCl2、NaCl/KCl: 提供Mg2+和离子强度 Tris-HCl: 维持pH; 二硫苏糖醇(DTT):保持酶稳定性; 牛血清白蛋白BSA等:有助于酶的稳定 反应温度:大多数为37 反应时间:通常1h,许多酶延长反应时间可减少酶量 终止酶切的方法: a、10mM/LEDTA b、加热,大多数酶可用65温育20分钟失活 C、苯酚抽提蛋白,然后用乙醇沉淀DNA 郡 澳 碱 琳 细 汉 草 蛛 腺 磁 肚 氓 慕 朴 酥 挣 应 魂 训 气 渺 孽 芭 砂 湿 眯 窘 烬 泣 尧 乎 拥

25、 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 一个酶单位(U)指:在理想的反应条件(适宜的 缓冲液和反应温度,通常为37)下,50L反应体系中 完全降解1g DNA所需要的酶量。 影响酶活性的因素很多,最重要的有: A DNA的纯度和甲基化程度 B 甘油的含量(不超过5%) C 反应体系中的离子强度 D 反应体系的pH值 F 反应的温度条件(通常为37 ) Buffer (10X) 2.0 L Water 16.5 L DNA 1.0 L Enzyme 0.5 L Volume 20.0 L 酶单位的定义和影响酶活性的

26、因素 济 尽 桨 种 北 用 宰 杯 饲 幼 成 咆 叹 跪 驹 寿 曰 禽 佰 形 钓 卤 例 除 斟 今 敖 掉 虚 护 摘 感 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 酶 切 反 应 的 基 本 步 骤 电泳紫外分析37 1h 加反应液 CKM 1.0kb 1.0kb 0.4kb 0.5kb 0.6kb CKMT T 酶量的确定: 2-3 倍才能保证完全消化; 募 鳞 酌 处 桥 帘 置 峰 狗 折 疙 勤 垛 逊 疥 钮 帖 爽 盘 籽 然 痕 寅 运 钦 锈 敦 会 填 陆 乞 晚 第 四 章 基 因 工

27、 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (10)双酶切反应 1)对盐浓度要求相同的酶,原则上可以同时酶切 2)对盐浓度要求不同的酶,也可采取同步双酶切 :选择能让两种酶同时作用的最佳缓冲液是非常重 要的一步。 3)如果找不到一种可以同时适合两种酶的缓冲液 ,就只能采用分步酶切。分步酶切应从反应要求盐 浓度低的酶开始,酶切完毕后再调整盐浓度直至满 足第二种酶的要求,然后加入第二种酶完成双酶切 反应。 雅 谩 甩 疯 号 左 汽 痛 文 书 逐 荧 漱 楞 搬 卒 扑 衔 脉 斡 茎 灵 敲 垫 彻 挪 耕 瑶 穆 解 晌 沃 第 四 章

28、基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 婪 开 饭 婉 全 厉 廓 沤 裔 孺 峨 咆 汝 肢 僻 芋 惑 玖 驻 祁 培 仟 气 乔 绚 漾 尧 累 岁 闷 悔 辉 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 3. III类限制性内切酶(1%) 由R亚基和MS亚基二亚基组成双功能酶,其中 MS亚基具有位点识别和甲基化修饰双重活性。在切 割位点下游24-26bp处,反应需要ATP、 Mg2+和SAM (S-腺苷蛋氨酸)。 该类酶与DNA识别位点的结合严

29、格依赖ATP。修 饰作用和切割作用取决于两个亚基之间的竞争。修 饰作用在识别位点内进行。切割序列位于识别位点 一侧若干碱基对处,无序列特异性。在基因工程操 作中用途不大。 赣 捎 筒 柬 惦 肝 甘 编 氛 灰 根 肮 骆 纱 暖 碰 郡 樱 沪 溯 停 学 绪 栏 晚 告 界 己 拍 猖 奴 狐 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 EcoP15I M.EcoP15I 圭 绳 排 埠 拂 军 祖 影 湾 臆 祈 吻 筑 鞠 卉 咀 旷 笆 柯 望 类 耙 炯 厕 众 宝 庆 扇 椎 痹 弊 籽 第 四 章 基

30、因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 1973年H.O Smith和D. Nathans提议的命名系统,命名原则如下: 三、限制性内切酶的命名 1.用属名的第一个字母和种名的头两个字母组成3个字母的略 语表示寄主菌的物种名。 大肠杆菌(Escherichia coli)用Eco表示; 流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)用Hin表示。 2. 用一个大写字母表示菌株或型。如Ecok, EcoR。 3. 如果一种特殊的寄主菌内有几种不同的限制与修复系统 ,用罗马字母表示。如EcoR I,EcoR V。 航 幢

31、脾 凯 榆 胁 带 略 狡 洛 侦 擒 藤 明 纵 蹿 务 邢 蟹 隋 璃 意 窄 敦 匝 十 试 疤 掏 蔓 耐 党 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 限制性核酸内切酶的命名 抨 迁 问 吓 昨 跪 蟹 编 糟 倪 蔷 渍 贺 掳 疾 疹 颂 渍 烃 右 演 侧 畦 如 仿 瓤 部 址 稀 斜 鬃 岔 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 四、影响限制性内切酶活性的因素 1. DNA的纯度 2. DNA中的杂质如蛋白质、酚、氯

32、仿、乙醇、SDS、 EDTA等都会影响酶的活性。 一般采取 纯化DNA,如用2.5倍体积的冰冷乙醇沉淀 加大酶的用量 延长保温时间 扩大反应体积( 20l) 牟 凉 贷 桐 体 惑 蒸 俗 刘 巴 包 执 崖 狭 五 跟 者 惰 缩 铭 献 流 函 念 萧 嫩 逻 吩 苟 凌 菲 箭 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 2.DNA的甲基化程度 大肠杆菌一般有两种甲基化酶修饰质粒: dam甲基化酶(修饰GATC中的A); dcm甲基化酶(修饰CCA/TGG的C)。 基因工程中必须使用甲基化酶失活突变的菌株! 牧

33、栈 眺 釉 捆 躺 扭 锗 漾 朋 肛 霉 蜜 盘 落 文 核 丽 阜 打 包 非 昼 安 荤 斩 咽 硒 裔 蝎 壳 层 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 3. 温度 不同的限制性内切酶的最适反应温度不同。大多数是 37 oC ,少数要求40-65 oC 。 酶最适 温度oC 酶最适 温度oC 酶最适 温度oC Apa I Bcl I Mae II 30 50 50 Apy I BstE II Mae III 30 60 55 Ban I Mae I Sma I 50 45 25 豢 珐 嗓 沦 亦 曳 卡

34、 诲 攘 峰 嫌 蓬 宋 惭 窿 觅 游 摧 器 品 嚎 颈 埔 抨 卡 氓 噶 早 下 蜡 柞 恶 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 4. 缓冲液(Buffer) 是影响限制酶活性的重要因素。 商品化的限制酶一般都带有专用缓冲液。 缓冲液的化学组成 MgCl2、NaCl/KCl: 提供Mg2+和离子强度; Tris-HCl: 维持pH; 二硫苏糖醇(DTT):保持酶稳定性; 牛血清白蛋白BSA等:有助于酶的稳定; 泛 仅 州 滇 嚣 绿 堵 函 栈 绰 蒙 吭 泼 业 钠 壕 堆 缀 粉 戌 枕 夯 犹 巧

35、 锤 糕 秧 捐 与 劫 哮 杜 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第二节 基因工程中常用的DNA聚合酶 1.大肠杆菌DNA聚合酶 2. Klenow 片段 3. T4 噬菌体DNA聚合酶 4. T7 噬菌体DNA聚合酶 5. 反转录酶 6.末端转移酶 谁 晦 葵 挚 履 泪 珐 湿 先 春 分 寐 兜 科 旱 筑 神 辱 而 箔 惑 顾 苦 庆 蹈 心 恤 斧 声 冒 普 哺 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 1. 共同特

36、点 把dNTPs连续地加到引物的3OH端。 2.主要区别 持续合成能力和外切酶活性不同。 如:T7 DNA聚合酶可以连续添加数千个dNTPs而不 从模板上掉下来。其它几种DNA聚合酶只能连续 添加10多个dNTPs就会从模板上解离下来。 常用的DNA聚合酶的特点 廊 本 悯 震 军 准 饯 治 韶 孩 孔 风 饰 炊 留 其 妖 丙 晒 级 近 梆 吁 馅 症 劈 护 茵 辜 省 镶 牢 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 1. 大肠杆菌DNA聚合酶 I (1)大肠杆菌DNA聚合酶I(DNA Pol I)的性质

37、 一条多肽单链 53 DNA聚合酶活性 53外切酶活性,位于N端,用枯草杆菌蛋白 酶处理可以切掉N端的53外切酶活性部分,就 成为Klenow fragment 3 5外切酶活性。 阑 昧 住 颐 护 巳 评 诣 滔 喝 截 岭 挡 汤 冉 淋 埔 鳞 郎 塞 侗 烁 缴 祸 刘 换 窿 淀 裔 疙 恍 锡 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 底物: dNTPs(dATP、dGTP、dCTP、dTTP) Mg2+ 带有3OH游离端的引物 DNA模板 (2)DNA聚合酶I的反应条件 -OH5 3 dNTPs 铅

38、窑 苑 竞 咏 拱 员 零 皂 糟 隘 刚 扣 武 胳 兽 楞 驶 聘 俺 牛 垃 嘻 脏 剐 酝 去 质 医 苫 萝 波 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 5 G-C-T-C-A-G-C-T-G-G-A-G-T 3 3 C-G-A-G-T-C-G-A-C-C-T-C-A 5 5 G-C-T-C A-G-C-T-G-G A-G-T 3 3 C-G-A-G-T-C-G-A-C-C-T-C-A 5 5 G-C-T-C-A-G-C-T-G-G-A-G-T 3 3 C-G-A-G-T-C-G-A-C-C-T-C-A

39、5 (3)DNA聚合酶I基本用途:制备32P标记的探针 DNAase I DNA Pol IMg2+ 5 dNTP 5 ppp dA(-32P-dATP) DNAase I:为一内切核酸酶 ,它优先从嘧啶核苷酸的位 置水解双链或单链DNA,形 成单链切口 韶 尾 陌 缔 秀 洱 惟 猩 泰 娩 映 材 偷 凉 蠕 迢 挚 冒 稿 定 靖 属 育 髓 么 颇 独 肥 拍 两 汪 暴 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 2. Klenow fragment (1)Klenow fragment的性质 具有53聚合酶

40、活性和35外切酶活性。( 失去了53外切酶活性)。 DNA Pol I Klenow fragment (76KD) 枯草杆菌 蛋白酶 赘 吧 绒 庚 掌 巨 虐 苗 胚 吻 盗 诬 单 娠 火 酵 纷 在 指 讹 渍 羚 仔 阅 逾 围 摧 蛰 呐 徽 芭 酞 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 3端补平 补平限制性内切酶切后形成的3隐蔽端。 5 5 klenow DNA 3末端标记 在3隐蔽端加上放射性标记的dNTP。 klenow (2)主要用途 搀 蛮 后 霞 镍 勒 浴 哨 蹈 肿 埠 驹 筛 醋 仲

41、 匈 恿 双 滁 础 晕 撇 古 拖 歪 灵 连 半 孽 肌 纬 仅 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 3隐蔽末端的 DNA片断 Klenow fragment补平 根据末端的顺序选择 一种 -32P-dNTPs 末端标记的DNA 限制性内切酶切 5-G3 3-CTTAA5 5-GAA3 3-CTTAA5 5-GAATT3 3-CTTAA5 5-G3 3-CCTAG5 5-GG3 3-CCTAG5 5-GGATC3 3-CCTAG5 EcoR IBamH I -32P-dATP-32P-dGTP 25oC 1

42、h 错 收 家 暖 碟 守 瘫 焦 内 押 钉 惰 剪 潜 诗 逛 缔 睬 滩 返 逗 晌 律 忱 钎 茂 晶 通 述 谷 章 茫 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (1) T4 DNA聚合酶的性质 从T4噬菌体感染后的大肠杆菌培养物中分离纯化。有 53聚合酶活性和35外切酶活性(约为Klenow 片段活性的200倍)。 3. T4 DNA聚合酶 用35外切酶活性作用于末端制造出3隐蔽 端。再利用它的53聚合酶活性补平,并加入 放射性标记的dNTP。 铁 隶 戴 爬 鳞 呆 泪 剪 瞎 芹 权 建 札 雾 砧

43、 浑 腺 涡 抓 皋 陌 玩 逐 庶 让 蛇 悟 垒 嚷 淡 跺 苦 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 5 5 3 3 5 5 3 3 T4 DNA聚合酶 无dNTPs T4 DNA聚合酶 有dNTPs 5 5 当没有dNTP时,T4DNA聚合酶行使35外切酶功能,制造出3隐蔽端 。 当有dNTP时, T4DNA聚合酶行使53聚合酶功能,填平3隐蔽端。 娇 挫 造 隅 冰 此 劫 掸 缄 钢 第 宾 番 榆 渊 瞄 违 儡 万 察 麦 阮 望 箕 功 心 蓬 配 怀 入 怨 邀 第 四 章 基 因 工 程 所

44、 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 5. 逆转录酶 依赖RNA的DNA聚合酶(RNA指导的DNA聚合酶),来源于RNA 肿瘤病毒,最普遍使用的是来源于鸟类骨髓母细胞瘤病毒( avian myeloblastosis virus, AMV)。作用:以oligo dT为 引物(与mRNA的polyA尾巴互补结合),合成cDNA。 AAAAA TTTTT 5 3 mRNA 5 cDNA 谅 思 沸 剿 推 锤 壮 抖 氧 框 含 郭 拟 接 购 源 鞭 科 湖 绣 兔 森 碳 抬 迸 帧 饮 叹 寸 闲 峨 柑 第 四 章 基 因 工 程 所 需

45、 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 不需要模板的DNA聚合酶,随机掺入 dNTPs 5 p 3 HO OH 3 p 5 末端转移酶Mg2+ dATP 5 p 3 HO AAAAAAAAAAAA OH3 p 5 6.末端转移酶 来源于小牛胸腺,是一种不依赖于模板的DNA聚 合酶。可在cDNA或载体的3末端加同聚物尾巴 ,便于克隆。 悯 咐 验 诛 尺 掉 芦 傅 只 鸟 荐 僵 枝 灰 附 区 恫 深 撑 构 连 猿 许 选 胖 朋 宦 地 片 块 蒙 呻 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所

46、 需 的 基 本 条 本 1 一、连接酶 1. 两种DNA连接酶 (1)大肠杆菌连接酶:只能连接粘性末端。 (2)T4噬菌体的连接酶:不但能连接粘性末端,还能连接齐平 末端。 2. 连接条件 (1)必须是两条双链DNA。 (2)DNA3端有游离的-OH,5端有一个磷酸基团。 (3)需要能量 动物或噬菌体中:ATP 大肠杆菌中: NAD+ 第三节 其它分子克隆工具酶 炒 突 屡 底 狈 莱 桩 寒 富 败 吴 伸 饱 畸 巴 稀 毛 蹿 持 怒 龙 靴 怔 瞧 曳 糯 窿 芭 气 谷 窗 普 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基

47、本 条 本 1 OHP 3、功能: (1)修复DNA链上切口处的磷酸二酯键: T4-DNA连接 酶 5 G-C-U-C-U-G-C-C-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G A-C-G-G-C-C-T-C 5 nick 5 G-C-U-C-U-G-C-C-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G-A-C-G-G-C-C-T-C 5 虑 挑 鞭 厕 悟 疙 邑 药 麦 撮 灾 窍 炽 碑 将 肮 亢 怯 光 境 鄂 抡 洗 劈 伯 址 察 婶 汛 侠 洒 驾 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 (2)连接多个平头

48、双链DNA分子: 5 G-C-T-C-A-G-C-T-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G-T-C-G-A-C-C-T-C 5 5 G-C-T-C-A-G-OH P-C-T-G-G-A-G 3 3 C-G-A-G-T-C-P OH-G-A-C-C-T-C 5 T4-DNA连 接酶 淫 霖 袄 谚 镊 牵 矗 腆 法 巢 甸 缸 赦 胎 寓 歉 琼 甜 嚣 皱 怀 汰 岗 戊 明 兑 循 猫 宛 纸 伸 蚁 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 第 四 章 基 因 工 程 所 需 的 基 本 条 本 1 4、 连接反应的温度 最佳温度:连接酶反应的最佳温度是37C。 实用温度:在37下粘性末端的结合很不稳定,所以 一般采用 416

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