还剩26页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
《分子克隆总》ppt课件目录•分子克隆概述•基因克隆技术•载体构建•克隆技术实验操作•克隆技术的应用实例•分子克隆的伦理与法规问题01分子克隆概述分子克隆的定义分子克隆目的基因载体宿主细胞指在体外将DNA片段(目指研究者感兴趣的特定基指一种自我复制的DNA分指用于转化和扩增目的基的基因)插入载体,转化因或DNA片段子,能够携带外源DNA片因的细胞系统,可以是细到宿主细胞内,进行复制、段进入宿主细胞,并稳定菌、酵母、动物或植物细扩增和表达,获得重组地遗传给下一代胞等DNA分子的实验技术分子克隆的历史与发展010203041970年代1980年代1990年代21世纪重组DNA技术的诞生,实现基因克隆技术的广泛应用,包随着PCR技术和基因组学的发CRISPR-Cas9等基因编辑技了DNA片段的体外剪切和拼括基因文库的构建、基因表达展,高通量测序和基因组编辑术的出现,为治疗遗传性疾病接和基因敲除等技术逐渐兴起和癌症等疾病提供了新的手段分子克隆的应用领域生物医药农业用于药物筛选、基因治疗和疫苗研发等用于转基因作物培育、动植物品种改良和分子育种等工业基础研究用于酶工程、蛋白质工程和代谢工程等领域用于基因功能研究、进化生物学和比较基因组学等领域02基因克隆技术基因克隆的基本步骤目的基因的获取转化宿主细胞通过基因文库筛选、PCR技术将重组DNA分子导入宿主细胞,扩增、人工合成等方法获取目使目的基因在细胞内表达的基因载体的构建筛选与鉴定将目的基因插入到载体DNA中,通过特定的筛选与鉴定方法,构建重组DNA分子从众多的转化子中筛选出含有目的基因的克隆基因克隆的常用技术质粒克隆噬菌体克隆将目的基因插入到质粒载体中,通过将目的基因插入到噬菌体载体中,通转化宿主细胞进行克隆过感染宿主细胞进行克隆人工染色体克隆基因文库克隆将目的基因插入到人工染色体载体中,通过构建基因文库,筛选出含有目的通过转染宿主细胞进行克隆基因的克隆基因克隆技术的优缺点优点可以获取目的基因的完整序列,适用于任何大小和复杂度的基因;可以实现对目的基因的高效、快速克隆缺点需要合适的载体和宿主细胞,操作过程较为繁琐;可能存在同源重组和定点突变等问题;需要耗费大量的时间和人力成本03载体构建质粒载体的构建总结词质粒载体是分子克隆中最常用的载体,具有易于复制、稳定性和安全性高等优点详细描述质粒载体通常由一个复制起始位点、一个选择标记基因以及一个多克隆位点组成通过限制性酶切和连接反应,可以将外源DNA片段插入到多克隆位点中,形成重组质粒病毒载体的构建总结词病毒载体是一种将外源基因导入细胞内的有效工具,具有感染性强、可感染多种细胞等优点详细描述病毒载体通常由病毒的基因组、包装信号以及外源基因插入位点组成通过基因工程技术,将外源基因插入到病毒载体的适当位置,形成重组病毒颗粒其他载体的构建总结词除了质粒载体和病毒载体外,还有许多其他类型的载体,如噬菌体载体、人工染色体等详细描述噬菌体载体是一种将外源基因导入细菌内的有效工具,具有感染性强、可感染多种细菌等优点人工染色体是一种模拟天然染色体的载体,具有容量大、稳定性高等优点04克隆技术实验操作基因文库的构建基因文库的概念基因文库的用途基因文库是指将含有某种生物不同基基因文库可以用于筛选特定基因的克因的许多DNA片段,导入到受体菌的隆,也可以用于研究基因的功能和表群体中储存,各个受体菌分别含有这达种生物的不同基因基因文库的构建方法通过将某种生物的不同基因分段,并把每一段DNA克隆到一个载体上,然后将这个载体导入到受体菌中,从而构建出基因文库基因的PCR扩增010203PCR技术的概念PCR扩增的基本步基因的PCR扩增的骤应用PCR技术是一种在生物体外通过包括高温变性、低温复性、适温用于快速、特异地获取特定的特定引物和酶,对特定的DNA片延伸等步骤,通过循环进行,使DNA片段,也可以用于检测基因段进行选择性扩增的方法DNA片段在数量上呈指数增长突变和多态性基因的酶切与连接第二季度第一季度第三季度第四季度酶切的概念酶切的原理连接的概念连接的方法酶切是指使用特定的限限制性核酸内切酶只能连接是指将两个或多个常用的连接方法包括制性核酸内切酶对识别并切割特定的DNA片段通过化学方T4DNA连接酶连接和DNA进行切割,得到DNA序列,因此可以法连接起来,形成完整化学法连接T4DNA特定长度的DNA片段通过选择不同的限制性的基因或基因组连接酶连接是利用T4核酸内切酶,得到不同DNA连接酶将两个具长度的DNA片段有互补黏性末端的DNA片段连接起来,而化学法连接则是通过化学反应将两个具有平末端或同源末端DNA片段连接起来转化与筛选•转化的概念转化是指将外源DNA导入到受体细胞中,并使其成为该细胞基因组的一部分•转化的方法常用的转化方法包括感受态细胞转化法和聚乙二醇转化法等感受态细胞转化法是将感受态细胞与外源DNA混合,通过电击等方法将外源DNA导入到细胞中;聚乙二醇转化法是将外源DNA与聚乙二醇和脂质体混合,通过热休克等方法将外源DNA导入到细胞中•筛选的概念筛选是指在转化后的细胞群体中找出含有外源DNA的细胞,并对其进行培养和鉴定•筛选的方法常用的筛选方法包括抗性筛选和荧光筛选等抗性筛选是通过在培养基中加入特定的抗生素或化学物质,使不含外源DNA的细胞死亡或抑制生长,而含有外源DNA的细胞则具有相应的抗性;荧光筛选则是通过将外源DNA与荧光标记物结合,然后利用荧光显微镜观察细胞是否发出荧光,从而确定是否含有外源DNA05克隆技术的应用实例克隆技术在医学领域的应用基因治疗药物研发利用克隆技术修复或替换缺陷基因,治疗通过克隆技术快速筛选和验证药物靶点,遗传性疾病和某些癌症加速新药研发进程组织工程疫苗研发利用克隆技术构建人体组织和器官,为器通过克隆技术生产疫苗,预防传染病的发官移植提供来源生克隆技术在农业领域的应用010203转基因作物动物育种生物农药利用克隆技术将抗虫、抗通过克隆技术快速繁殖优利用克隆技术生产具有生病、抗旱等优良性状转入良品种的动物,提高畜牧物活性的农药,减少化学植物中,提高作物产量和业生产效率农药的使用品质克隆技术在工业领域的应用生物能源生物材料生物制药利用克隆技术优化微生物,通过克隆技术生产具有特利用克隆技术生产高纯度、提高生物燃料的生产效率殊性能的生物材料,如生高质量的药物,降低制药物塑料、生物纤维等成本06分子克隆的伦理与法规问题分子克隆技术的伦理问题人类基因编辑对人类基因进行编辑可能会引发一系列伦理问题,如是否应该改变人类基因、如何确定基因编辑的边界等基因歧视分子克隆技术可能引发基因歧视问题,例如雇主或保险公司可能基于个体的基因信息做出不公平的决策人类尊严与自主权分子克隆技术可能对人类的尊严和自主权产生挑战,例如在克隆过程中如何尊重个体的意愿和选择权分子克隆技术的法规问题国家间法规差异不同国家对于分子克隆技术的态度国际法规空白和法规存在差异,可能导致跨国合作和交流的困难目前国际上对于分子克隆技术的法规尚不完善,存在监管空白和灰色地带法规执行难度即使存在相关法规,实际执行过程中可能存在难度,例如如何界定基因编辑的合法性和违规性分子克隆技术的未来展望技术进步与伦理法规的平衡随着分子克隆技术的不断进步,需要不断探讨如1何平衡技术发展与伦理法规的关系跨学科合作与交流未来需要加强跨学科的合作与交流,包括生物学、2医学、法学、伦理学等领域的专家共同参与探讨社会共识的建立通过广泛的社会讨论和科学普及,逐步建立关于3分子克隆技术的社会共识和伦理准则THANKS感谢观看。