第五章基因工程及其在食品工业中的应用2013.ppt

食品生物技术 第五章 基因工程及其在食品工业中应用（6） 第六章 细胞工程及其在食品工业中应用（4） 第七章 生物技术与食品安全和品质控制（2） 第八章 生物技术在食品工业废水处理中应用（2） 第五章 基因工程及其在食品工业中的应用The application of Genetic Engineering in Food Industry 主要内容 基因工程概述 工具酶 目的基因 基因载体 基因重组 基因的转化、增殖和表达 基因工程在食品工业中的应用 蛋白质工程 第一节 基因工程概述 基因的概念和本质： 具有生物学功能的DNA中的一个片段，是生物体遗传和变异的基本单位。 基因的本质是DNA 食品基因工程： 利用基因工程的技术和手段，在分子水平上定向重组遗传物质，以改良食品的品质和性状，提高食品的营养价值、贮藏加工性状以及感官性状的技术。 我国的农业基因工程研究于20世纪80年代初期开始启动，并于20世纪80年代中期开始将生物技术列入国家“863”高科技发展计划。 我国正在研究的转基因植物种类达47种以上，涉及各类基因100多个。 目前我国被批准进行商品化生产的6种转基因植物：转基因耐贮藏的番茄、转查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗虫棉花和保龄棉等。 主要内容 基因工程概述 工具酶 目的基因 基因载体 基因重组 基因的转化、增殖和表达 基因工程在食品工业中的应用 蛋白质工程 第二节 工具酶 The Enzyme of Tools 工具酶的定义： 在基因操作中应用的酶统称为工具酶（Enzyme of tools），到目前为止常用的工具酶有300多种。 例如：限制性内切酶、聚合酶、反向转录酶和碱性磷酸酯酶等。 是一类专一性很强的核酸内切酶。 识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。 (一）限制性内切酶的种类： 根据限制酶切割的特点，可将它们分为两大类：一类是切割部位无特异性的；另一类是可特异性地识别核苷酸序列，即只能在一定的DNA序列上进行切割 。 I类分子量大，大于30万U，用处不大； II型相对较小，约在2--10万U，专一性强，识别准确（识别序列和切割序列相一致）。已分离出300多种。 (二）限制性内切酶命名原则： 采用获得该酶的微生物的属名和种名的词头字母组成的。即取属名的头一个字母（大写）和种名的前两个字母（小写）写成斜体字的三个字母的缩写，菌株名以非斜体符号加在这三个字母的后面。若同一菌株中有不同的限制性内切酶时，则以罗马数字加以区别。 （三）限制性内切酶的特性: 1、各种限制性内切酶能专一的识别碱基顺序，从5’-3’一般识别顺序为4-6个碱基对的长度。 （三）限制性内切酶的特性: 2、识别序列皆具有回文结构，也就是在切割部位，一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致 。 （三）限制性内切酶的特性: （2） 平整末端(flush ends)：在同一位点平齐切割DNA两条链而形成的双链末端，（或者说两条链的切点是平的）称为平整末端。 如Hpa I酶的识别序列与作用点 ↓ 5’----G T T A A C------3’ 3’----C A A T T G------5’ ↑ ↓ Hpa I 5’----G T T + A A C------3’ 3’----C A A T T G------5’ 平整末端 （三）限制性内切酶的特性: 二 、DNA连接酶（Ligases） （一）主要有大肠杆菌DNA连接酶和T4-DNA连接酶 （二）特点：需要辅助因子，如：大肠杆菌DNA连接酶是NAD+ 而T4-DNA连接酶是ATP （三）连接酶的作用 ： 使外源目的基因片段和载体质粒DNA片段在体外连接形成重组DNA分子。或者说催化DNA分子中相邻的5’-磷酸基末端和3’-OH末端之间连接形成磷酸二酯键。 （四）应用：连接各种粘性和平整末端 5’AATTC---G 5’ AATTC--------G G---CTTAA 5’ G--- CTTAA 5’