基因工程第1章基因工程概况.pptVIP

1.1 引言 优点 打破物种界限，使遗传信息在不同物种间进行重组和转移。 再例如 第一个转基因动物是 1982出生的小鼠。 它被转入了大鼠的生长激素基因，结果长的与大鼠一样大。 转入绿色荧光蛋白基因的小鼠在暗背景下可发出绿色荧光。 中国科学家将人的岩藻糖转移酶基因转入奶牛，获得的转基因牛于2003出生, 其牛奶中含有岩藻糖转移酶，可用于治疗胃病。 二、基因工程的理论基础 1、不同基因具有相同的物质基础 几乎所有的生物的各种各样的基因都是由具有一定功能和核苷酸序列的DNA片段组成。 DNA都是由四种核苷酸组成 核苷酸是由磷酸、五碳糖和四种咸基组成 DNA的二级结构都是双螺旋结构. 三、基因工程的基本技术路线 四、基因工程简史 1 准备阶段 1944，Avery 证明DNA是遗传物质，是基因的载体. 1953, Watson and Crick: 证明 DNA 的双螺旋结构. 1958-1971, 提出中心法则，破译遗传密码 60’s-70’s, 发现核苷酸内切酶和DNA连接酶，质粒被用做载体进行基因转移。 2 基因工程的问世 1973年，Cohen将非洲爪蟾核糖体基因与质粒pSC101 重组转入 E. coli., 并证明该基因可转录。 3.2 获得了一系列的基因转化载体 : 例如：各种质粒，病毒载体等 3.3 获得了大量转基因生物. 转基因细菌 (E.coli. ) 转基因动物 (mouse, cow, sheep, pig) 转基因植物( tobacco, potato, tomato, cotton,rice) 1.2 基因工程的研究内容 一、基础研究 1、克隆载体的研究 构建克隆载体是基因工程技术路线中的核心环节。 bacteria ：plasmid vector(质粒) plant ：Ti plasmid vector（Ti质粒) animal ：animal virus vector（动物病毒） 2、基因工程受体的研究 受体 (receptor)：基因转化的对象 Bacteria : 大肠杆菌（E.coli）、蓝细菌 (cyanobacteria ) Fungi :酵母菌 (yeast)单细胞的 Plant:愈伤组织(callus), partial tissue or organ Animal :生殖细胞(reproductive cell),胚细胞(embryoblast)、体细胞( body cell） 3、目的基因 目的基因：基因工程研究开发的可满足人们特殊需要的基因产物。 （1）目的基因主要三种： 药物相关基因（胰岛素） 植物抗逆基因：抗虫、抗病、抗逆境，Bt gene 抗虫基因） 具有特殊营养价值的基因 （2）获得目的基因的方法: 构建和筛选基因组文库(Genome library) 构建和筛选cDNA文库(cDNA library) 人工合成：例如采用 PCR技术 4、工具酶 用于合成、切割、连接、修饰DNA片段的酶 。 种类 DNA聚合酶 DNA polymerase, 限制性内切酶 Restriction endonuclease, 连接酶 DNA ligase, 修饰酶 Modification enzyme, (3) DNA连接酶 用于连接各种DNA片段，使不同基因重组. 例如：T4 DNA 连接酶 (4) 修饰酶：用于DNA的修饰。 例如： 碱性磷酸酯酶 末端脱氧核苷酸转移酶 核酸外切酶。 5、基因工程新技术研究 (1) 转基因方法: 质粒转化 病毒转导 基因枪 电穿孔仪 种质介导法 (2) 检测方法 分子杂交 PCR 基因芯片技术 二 、应用研究 （一） 药物相关基因 最活跃发展最快的领域 主要种类有： 活性多肽 疫苗 DNA药物 1、活性多肽 种类： 干扰素、胰岛素、白介素，生长因子等。 用途 诊断、预防和治疗疾病 干扰素：干扰病毒复制，广谱抗病毒活性和免疫调节功能 胰岛素：治疗糖尿病， 白介素：治疗多种实质性恶性肿瘤。 生产方法： 传统方法：培养动物，从中分离 基因工程方法：克隆基因—转入细菌—基因表达 ----纯化蛋白 2、 疫苗 诱导免疫反应. 传统生产方法 ：灭活或减毒的病原物。 缺点：有不良反应。 基因工程方法 ： 去除有毒基因，根本解决致病性 可食疫苗。 3、 DNA药物 作用方式： 重组DNA药物并转入病变组织、细胞，发挥作用治疗基因缺陷。 药物蛋白基因转入病人体内表达后发挥作用。 DNA插入异常表达基因使其失活。 DNA药物的