????? 18 ?????????????????????????? DNA (Genetics and DNA technology)

1
????? 18 ?????????????????????????? DNA
(Genetics and DNA technology)

• ??????????? ?????????

2
??????????????? (Biotechnology)

• ????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????
  ??????????????
• ?????????????????????????
• ?????????????????????????????????
• ??????????????????????????? DNA (DNA Technology)

3
????????????? (Genetic Engineering)

• ????????????? (genetic engineering) ???????
  ??????????????????????????????? (gene)
  ??????????????????????????????????????????????????
  ??????? ???????????? DNA ?????? (recombinant DNA)
• ?????????????????????????? (novel)
  ????????????????????? ????????????????????????????
  ???
• ????????????????????????? ???? DNA
  ??????????????
• ?????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????????????????????

4
??????????

• Cloning ??????? ????????????????????????????????
  ????????? ?????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????
  ???????????????????????? ????????????? ???????
  ??????????????????? ??????????? ???? ??????????
• http//www.youtube.com/watch?vOCro5zfc3ucfeature
  player_embeddedat42

5
????????????????????????

• ????????????????????????????
• ???????????? (gene)???? DNA ???????
• ?????? DNA ???????????????????????????????
• ??????????????????????? DNA ???????????? DNA ????
  (vector) ???? ??????? (plasmid), phage, cosmid
• ????????? (vector) ??????????????????????? ????
  DNA ?????? ?????????????????????? (host)
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????? ????????????????????????????
  ?????????????????????????????? (gene cloning)
• ????????????????????? DNA ???????????????????

6
??????????
7
1.???????????? (gene)???? DNA ??????????

• ???????????????????????? DNA ?????????????????????
  ?????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????? ???????? DNA ????????????????????????????
  ???????? ???????? genomic DNA
• ????????? DNA ??? mRNA
• ????????????? reverse transcriptase
• ????? DNA ??????????????????????????????? mRNA
  ???????? complementary DNA (cDNA)
• ????????????? DNA ??????????????
• ???????????????? oligonucleotide
  ??????????????????????????????????????????????????
  ??
• ?? 2 ?????????????????????????????? ????
  phosphate triester ??????? phosphite triester

8
2. ?????? DNA ???????????????????????????????

• ???????????????? (Restriction enzyme or
  restriction endonuclease)
• ?????? 2 (type II) ??????????????????????????????
  ???????
• ???????????????????????????????????
• ?????? DNA ??????????????????????????????????
  (recognition site) ????????????????????????
  ???????????????? DNA ???????????????

9
???????????????????????? (restriction enzyme)
10
Blunt end vs. sticky end
11
(No Transcript)
12
3. ??????????????????????? DNA ???????????? DNA
???? (vector)

• ???????????????????????? ligase
• ???????????????????????? DNA ?????????????????????
  ????????? ???????? DNA ???? (vector)
• ???????????? DNA ???? (vector)????????
• ????????? DNA ????????????????????????????
  (origin of replication,ORI) ??????????????????????
  ?????????????? ??? DNA ????????????
• ???????????????? (marker gene) ???????????????????
  ??? ???? ???????????????????? ????????????????????
  ????????????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???? ???????????????????????? DNA ???? (unique or
  polylinker site)

13
??????? DNA ????(vector)

• ?????????????????? DNA ???????????????????????????
  
• ????????? DNA ????(vector)????????????????????
  ??? DNA ????????????????

DNA ???? (vector) ??????? ??????????? (host) ??????????? DNA ??????????
Plasmid DNA ??????, ????? E. coli ????????? 10 ???????
Bacteriophage DNA ??????, ????? E. coli ????????? 20 ???????
Cosmid DNA ??????, ????? E. coli 30-50 ???????
Yeast Artificial Chromosome-YACs ?????????????,????? yeast 250-1000 ??????? (1 ???????)
14
pBR322, 4.36kb
15
Plasmid
16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
(No Transcript)
19
Fig. 14-9 Cloning by cosmids. The cosmid is cut
at a BglII site next to the cos site. Donor
genomic DNA is cut using Sau3A, which gives
sticky ends compatible with BglII. A tandem array
of donor and vector DNA results from mixing.
Phage is packaged in vitro by cutting at the cos
site. The cosmid with inserts recircularizes once
in the bacterial cell.
20
(No Transcript)
21
4. ????????? (vector) ???????????????????????
???? DNA ?????? ??????????????????????

• ???????????? DNA ?????? ??????????????????????????
  ?????? ???
• 4.1 Transformation
• ????????? DNA ?????plasmid??????????????????
• ?????????????????????????????? E. Coli
• ??????????????????????? competent cell ????
  ????????????
• ????????????? ???? dimethyl sulfoxide-DMSO,
  CaCl2, MgCl2
• Electroporation- ?????????????????????????????????
  ???????? ????? DNA ??????????????????????????
• ?????????laser ????????????????????????????

22

• 4.2 Transfection
• ????????? DNA ???phage????????????? ???? M13
  ??????????????????
• ???????????????????? DNA ???phage????????
  ????????????? phage ??????????????????????????????
  ?????? (clear plaque)
• ????? (clear plaque)???????? DNA
  ???phage????????????????????????
• 4.3 Transduction
• ????????? DNA ???cosmid,lamda phage
  ???????????????????????????????
• ????????????????????? phage ??????????????????????
  
• ??????????????????????????? Transformation

23
(No Transcript)
24
5.????????????????????? DNA ???????????????????

• 5.1 ????????????????????????? (phenotype)
• ??????????????????????????????????????? (marker
  gene) ????????????????????????
• ???? ?????????????????????????????????? clear
  zone ??????????????????????? substrate (IPTG)
  ????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ?????

25

• 5.2 ?????????????? DNA hybridization
• ??????????????????????? DNA ????????????????
  (probe) ??? DNA ??????????????????????????????????
  ??????????? ?? membrane
• ??? probe ??????????????????????????????????
• 5.3 ??????????????????????????????????
• ?????????????????????????????????? ?????????????
  ?????????????????????????? phenotype ?????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ?????????????????????????????????

26
????????????????????????? (phenotype)

• Plasmid/phage???????????????????????
  b-galactosidase ???????????? a-fragment
• ????? Plasmid/phage ?????????????????????
  ??????????????????????????? IPTG
  ????????????????? b-galactosidase??????? fragment
  ????????????????? X-gal ???????????????????
• ???????? foreign DNA ?????????????????????????????
  ???????????????????
• ????????????? b-galactosidase ????????????????
  X-gal ????????????????????

27
Polymerase Chain Reaction (PCR)

• ?????????? DNA ???????????
• ?????????? thermocycler

28
(No Transcript)
29
??????????????????? PCR

1. ???????????????????????????????????
   (Denaturation) ??????????? ?????? 94 ????????????
   ??????????????????????????? ??????????????????????
   ???????? ??????????????????????????? 94
   ???????????? ?????????????????????????????????????
   ??????????????? ?????????????????????????????
2. ???????????????????? DNA ?????? (Annealing)
   ????????????????????????????????
   ??????????????????? 40 - 62 ????????????
   ???????????????????????????????????????? 15 - 25
   ?????? ??????????? ????????? (Primer)
   ????????????????????????????????????
   ???????????????????????

30

• 3. ????????????? DNA ?????????????????????
  (Extension) ??????????? ?????? 68-72 ????????????
  ?????????????????????????????????????????????????
  ??? ????????????????????????????? ??????????? Taq
  DNA polymerase

31

• http//www.maxanim.com/genetics/PCR/pcr.swf
• http//www.sciencemedia.com/website/demos/biochem/
  PCRMutagenesis.swf

32
???????? DNA (DNA Fingerprint)
33
???????? DNA (DNA Fingerprint)

• DNA ??????????????????????????????????? 2 ????  
• coding DNA     ???????????????????????????????????
  ???????????????????? ???????????? 
  ??????????????????????? 5 ?????? DNA??????? 
• noncoding DNA  ?????? 95 ?????????????????????????
  ???????? (tandem repeat)  ???????????????  

34
Tandem Repeat

• ??????????????????????????????????????????????????
  ??????????????????????????  ??????????????????????
  ??????????????????? DNA  ?????????????????????????
  ?? DNA  ?????????????????????????   
• ??????????????????????????????????????????????????
  ? DNA ??????????? ????????????????????????????????
  ?????????????  

35
???????????????????????????????? DNA

1. ????????????????? ?????????????? DNA ???????????
   ????????????? (?????????????? DNA ?????????????
   ???????? ???????? ???????? ?????? ???????
   ?????????? ???)
2. ???? DNA ???????????????????
3. ???????????????????? ?????????? ???????? DNA
   ???????????????????????????????? ??????
   restriction enzyme ????????????????? DNA
   ??????????????????????????????????? Gel
   Electrophoresi
4. ????????????? DNA ????????????????????????????????
   ???????? ??????????????

36
??????????????????? DNA

• ?????????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ??????? ?????????????????? ??????????????????????
  ???????????????????? ????????????????????????????
  ???????????? ???????????????????? ? ??????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  
• ?????????????????????????????????

37
Gel Electrophoresis

• Electrophoresis ??????????????????????????????????
  ?????????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ??????? ??????????????????????????????????????????
  ????????
• ????????????????????????????????????
  ?????????????? ???????????????????????????????????

38

• ?????????? DNA ????????????????????????????
  ??????????? DNA ??????????????????? pH ????????
• ?????????????????????????????? DNA
  ?????????????????????????????????
• ????????????????????????????????? DNA
  ?????????????????????????????? ???????????????????
  ?????????????????????????????????????? DNA
  ??????????

39
(No Transcript)
40
?????????????????????????? DNA

• ????????????????????????
• ??????????????
• ???????????????
• ?????????????????????????????
• ???????????????????

41
(No Transcript)
42

• ????????????
• ????????????????????????????????
• ??????????????????????????????????? (transgenic
  organisms)
• ??????????????????????????????????????????????????
  ?????
• ??????????????????????????????