生物基因工程的基本操作程序课件新人教选修.ppt

生物基因工程是一门研究基因的结构、功能以及通过各种技术手段进行基因操作的科学。其基本操作程序包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞以及目的基因的检测与鉴定四个方面。在基因工程中，启动子和终止子是重要的调控元件，分别负责启动和终止RNA聚合酶对基因的转录过程。真核细胞的基因结构中包含了编码区、非编码区，其中非编码区又分为编码区上游和下游的调控序列，外显子和内含子。外显子是能够编码蛋白质的DNA序列，而内含子是不能编码蛋白质的序列，这与原核细胞的基因结构形成鲜明对比，后者通常不含有内含子。 在实际操作中，基因文库的构建是一种常用的方法，可以分为基因组DNA文库和部分基因文库。基因组DNA文库含有某一种生物的所有基因，而部分基因文库则只包含部分基因，如cDNA文库。通过基因文库我们可以方便地获取目的基因，常用的方法有从基因文库中直接获取、利用PCR技术扩增和人工合成。构建基因文库通常使用鸟枪法或反转录法，有时也会根据已知的氨基酸序列来合成特定的基因。 此外，载体的选择和构建也是基因工程中的重要步骤。载体的作用是帮助目的基因在受体细胞中稳定存在并进行遗传、表达和发挥作用。常用的载体有质粒、病毒载体等，质粒是其中较为常见的运载体。目的基因导入受体细胞后，需要通过各种技术手段检测与鉴定，以确保目的基因能够正确地在受体细胞中稳定遗传和表达。 基因的转录和翻译是基因工程中的核心环节。在真核生物中，RNA聚合酶识别启动子并启动mRNA的合成，而终止子则负责终止转录过程。在转录后，mRNA通过核孔复合体转移到细胞质中，与核糖体结合，开始蛋白质的合成。蛋白质的翻译过程涉及到tRNA、mRNA和rRNA等多种组分的协调作用。 在讨论基因工程的应用时，人们常会思考一些关键性问题，比如启动子与起始密码子，终止子与终止密码子是否相同，它们之间的区别是什么。事实上，启动子和终止子是DNA上的调控序列，而起始密码子和终止密码子则是在mRNA上的序列，指导蛋白质合成的开始和结束。两者虽然作用相似，但存在于不同的分子上，且功能上存在显著差异。 生物基因工程是一门综合性极强的学科，涉及生物信息学、分子生物学、遗传学以及生物化学等多个领域。它不仅有助于我们理解和改造生命过程，也为疾病的诊断、治疗以及农业、工业生产中的生物技术应用提供了无限可能。