第一章基因工程概述概览.ppt

生物科学专业核心课程 基因工程概述 D 基因工程的基本形式 A 重组DNA技术的基本定义 B 基因工程的基本定义 C 重组DNA技术与基因工程的基本用途 D 基因工程的基本形式 第二节 基因工程的诞生和发展 一、基因 顺反子阶段 1957年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistron）概念。 　顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决定1条多肽链。 现代基因阶段 1．操纵子? （启动子＋操作子＋结构基因） 2．跳跃基因 指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方，它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。 3．断裂基因 1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序列不连续的间断基因被称为断裂基因。 4．假基因 不能合成出功能蛋白质的失活基因 。 5．重叠基因 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠的。 现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。 6、重组子导入受体细胞技术 1944年，肺炎链球菌被成功转化。 1、基础研究（基因工程的四个基本条件）： 目的基因；载体；工具酶；受体细胞。 基因工程自70年代初问世以来，经过三十多年的发展，无论是在基础研究领域，还是在生产实际应用方面，都取得了惊人的成绩。它不仅使整个生命科学研究发生了前所未有的深刻变化，而且也给工农业生产和国民经济发展带来了巨大的效益。基因工程对自然界和人类社会生活的影响之广、之深，是任何其他技术所无法比拟的。 2.培育抗除草剂作物 “金米 Golden Rice ” — 2000年“世界十大科技进展”，水稻能直接生产维生素A的前体-β胡萝卜素。 5. 改善动物品质 提高动物生长速度：导入生长激素基因，生长激素释放因子基因，类胰岛素生长因子基因等，提高生长速度。 转基因技术得到商标注册的第一种商业性荧光宠物鱼。 提高动物产毛性能：如将细菌的丝氨酸转移酶基因（SAT , D-乙酰丝氨硫化氢解酶基因（DAS）导入羊体内，将二硫化物转化为半胱氨酸，提高角蛋白的合成量，改善羊毛性能。 改善乳品品质：如导入乳腺特异性表达启动子及大鼠肠乳糖酶基因，降低牛奶中乳糖含量。 提高动物生存能力：如转入抗冻蛋白基因提高鱼的耐受环境压力等。 1.转基因动物作为生物反应器 2006年，美国GTC公司利用转基因羊生产的人抗凝血酶III获准在欧洲上市，成为世界上第一例成功上市的由转基因动物生产的转基因药物，转基因动物制药正逐步走向商业化。 2.用微生物生产药物 用大肠杆菌或酵母菌生产激素（如胰岛素）、干扰素、乙肝疫苗等 研制新型疫苗（HIV、霍乱、单纯疱疹病毒等） 生产具有药用价值的生物制剂，如水蛭素等 3. 基因诊断 遗传性疾病的分子诊断 癌症的分子诊断 DNA指纹 4. 基因治疗 是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。 1.检测水污染 用重组细菌或转基因鱼等检测水污染 2007年，可直观监测环境雌激素污染的“转基因斑马鱼”在复旦大学研究成功。 2.生物降解 20世纪70年代 Chakrabarty等构建了含有多种降解功能的细菌，被称为“超级细菌”,能分解石油中一系列碳氢化合物。 对环境的影响 基因漂移、“超级杂草”等 新型病毒、细菌的出现 人造生物扩散 ……. 参考资料 基因工程，张惠展主编，高等教育出版社，第二版。 基因工程，何水林主编，科学出版社。 基因工程，孙明主编，高等教育出版社。 基因工程原理，吴乃虎主编，科学出版社。 基因工程原理，刘亮伟主编， 轻工业出版社。 现代生物技术，翟礼嘉等主编，高等教育出版社。 基因工程技术实验指导，钟卫鸿主编，化学工业出版社。 分子克隆实验指南（第三版）（中译版 ） 一、基因工程的基本流程 分:分离目的基因和载体DNA。 切:用合适的酶切割上述两者，产生匹配的末端。 接:连接酶连接目的基因和载体，形成重组DNA分子。 转:重组DNA分子转入受体菌。 筛:筛选具有抗药性的阳性克隆，再扩大繁殖。 第三节 基因工程的研究内容 粘性末端 质粒 目的基因 粘性末端 匹配的粘性末端 分、切 酶切后的目的基因片段 接 连接 连接后的重组质粒DNA分子 重组质粒 目的基因 大肠杆菌 转 转化 染色体 真好玩! 筛 筛选 分解抗生素的酶 含抗生素的培养基 还活着! 玩完啦! 大肠杆菌 大肠杆菌 二、基因工程的研究内容 2、应用研究： 药物研究；植物研究；动物研究；其他。 3、安全性 第四节、基因工程的应用 一、基因工程在农业生产中的应用 1. 植物抗虫、抗病（病毒、细菌和真菌性病害）基因