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垒土成丘—江苏无锡江阴邱建卫

已近中年,多年杂思,不懈实践,偶现结点,有望解码!

 
 
 

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听课随想2——基因工程教学顺序  

2011-12-03 10:23:21|  分类: 教学教研动态 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    上周日下午,一女生要求我解释基因工程过程,特别问到为何要构建运载体。

    按课上所讲顺序重讲一遍,发现她仍感觉困惑。就试着倒着讲基因工程(有点类似蛋白质工程顺序),以大肠杆菌生产人类胰岛素为例。 

    大肠杆菌是否合成人类胰岛素?可按基因表达倒序依次检测人类胰岛素、人类胰岛素mRNA、人类胰岛素基因三者,这就是目的基因检测与鉴定,不检测与鉴定就不知是否合成人类胰岛素。学生点头表示理解。

    大肠杆菌原本有人类胰岛素基因吗?没有,学生很快确认。大肠杆菌怎会有这个基因的呢?人为导入的,学生也很快确认。人类胰岛素基因能直接导入大肠杆菌吗?不能。怎样导入呢?构建运载体后导入的。这个运载体上该有些什么组件呢?首先得有人类胰岛素基因吧,是。为了保证人类胰岛素基因能够表达出胰岛素,此基因序列前应该有启动子,序列后应该有终止子,知道启动子和终止子的作用吗?学生摇头。启动子是启动人类胰岛素基因转录的,终止子是结束转录的,这样才可使人类胰岛素基因顺利表达产生胰岛素。学生点头。在运载体上还有复制原点,它是启动运载体复制的,可增加运载体的数量,与启动转录不同。学生点头。

    运载体的化学本质是什么?小型环状DNA,学生答道。这么小的分子,有没有导入大肠杆菌如何区分呢?学生摇头。这里就需要标记基因了,一般用抗生素抗性基因,如氨苄青霉素抗性基因。首先要理解抗生素的功能,常见的青霉素、链霉素等都属抗生素,它们的作用是抑制细菌(如此处的大肠杆菌)的生长和繁殖,从而起到治疗疾病的作用。其次要理解这个基因的功能,此基因能表达出一种酶,此种酶可以催化氨苄青霉素分解。最后要理解,加氨苄青霉素的选择培养基的功能,一般的大肠杆菌在这样的培养基上生长繁殖受抑制,最终死亡;而导入含氨苄青霉素抗性基因运载体的大肠杆菌却能借基因表达分解掉氨苄青霉素而得以生存。这样就解决了筛选导入与没导入运载体细菌问题,这样的基因也因此被称为标记基因。

    到这里,运载体上必须的组件就基本清楚了,应包括目的基因(人类胰岛素基因)、启动子、终止子、复制原点、标记基因等。但自然界原的的质粒中一般不完全具备上述组件,比如目的基因没有,启动子、终止子不一定就在目的基因插入点的两侧、标记基因没有或只有一个,复制原点是原有的,因此就需要构建目的基因的表达载体。学生恍然大悟。

    上述5个组件,其化学本质都是什么?学生摇头。回想之前运载体的本质再想想。应该是DNA片段。对了。那么它们的插入不就与目的基因插入一样吗?它个的获取也与目的基因一样?要用些什么工具?限制酶和DNA连接酶。对了。

    学生基本理解,满意离开。

    我也想到,按倒序讲基因工程是不是会比正序讲,更容易让学生理解一些呢?

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