第一章基因工程概论2PPT.pptVIP

基因工程大事记 1973 Cohen第一例成功的克隆实验 1978 Genentech公司 人胰岛素 世界上第一种基因工程蛋白药物 1982 第一个基因工程药物--重组人胰岛素在英、美获准使用 1985 第一批转基因家畜（兔、猪和羊），中国 转基因鱼 1993 基因工程西红柿在美国上市 1997 英国罗斯林研究所 多莉羊 1999.9 中国获准加入人类基因组计划.负责测定人类基因组全部序列的1% 2000.6.26 科学家公布人类基因组工作草图 2001.2.11 公布人类基因组基本信息 生产基因工程药品 基因工程与医药卫生 基因诊断 基因治疗 如胰岛素、干扰素 如用基因探针检测肝类病毒、诊断遗传病 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 在医学上的应用 基因工程被用于大量生产过去难以得到或几乎不可能得到的蛋白质－肽类药物。 胰岛素 人生长激素 干扰素 白细胞介素2 粒细胞集落刺激因子 粒细胞巨噬细胞集落刺激因子 红细胞生成素 EPO 组织纤溶酶原激活剂 生长激素 促生长素 抗血友病因子Ⅷ 脱氧核糖核酸酶 葡糖脑苷脂酶 鼠单克隆抗体 三、基因工程 （genetic engineering） 基因工程研究发展史 基因工程研究的主要内容或步骤 基因工程的应用 3.1基因工程的概念 目前世界许多国家将生物技术，信息技术和新材料技术作为三大重中之重技术，而生物技术可以分为传统生物技术，工业生物发酵技术和现代生物技术。 现在人们常说的生物技术实际上就是现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。其中基因工程技术是现代生物技术的核心技术。 遗传学角度：一项遗传学技术 将生物的某个基因通过基因载体运送到另一种生物的细胞中，并使之无性繁殖和行使正常功能，创造生物新品种或新物种的遗传学技术 无性繁殖：称之为“克隆” 行使正常功能：称之为“表达” 生物化学角度：重组载体的操作 在体外，将各种来源的DNA片段与载体DNA结合成一个重组载体；重组载体可转化或转染宿主细胞，并在宿主细胞内表达，产生特定的基因产物。 DNA片段：同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的 载体DNA ：病毒、细菌质粒或噬菌体 基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境 生物体外 操作对象 基 因 操作水平 DNA分子水平 基本过程 剪切→拼接→导入→表达 结果 人类需要的基因产物 3.2基因工程研究发展史 基因工程的准备阶段 基因工程的问世 基因工程的迅速发展阶段 基因工程的准备阶段 在40年代确定了遗传信息的携带者，即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，从而明确了遗传的物质基础问题。 在50年代揭示了DNA分子的双螺旋模型和半保留复制机理，解决了基因的自我复制和传递的问题。 在50年代末期和60年代，相继提出了“中心法则”和操纵子学说，并成功的破译了遗传密码，从而阐明了信息的流向和表达问题。 理论基础 中 心 法 则 由于基因工程是一门内容广泛、综合性的生物技术学科，在60年代科学发展的水平下真正实施基因工程，还存在许多问题，特别是在技术方面。生物有机体，尤其是具有复杂结构的真核生物，其DNA含量是十分庞大的。 DNA content of the haploid genome is related to the morphological complexity of lower eukaryotes, but varies extensively among the higher eukaryotes. The range of DNA values within a phylum is indicated by the shaded area. 每个基因都被认为是编码着一种蛋白质分子，所以人们一直十分重视研究单基因的结构与功能的关系。怎样分离单基因，以便能在体外研究其结构和功能的一系列问题，成为基因工程的关键所在。 20世纪60年代末70年代初，限制性内切酶和DNA连接酶等的发现，使DNA分子进行体外切割和连接成为可能。 70年代中期，DNA分子的核苷酸序列分析技术问世。 这两项技术，使DNA的结构分析问题得到了根本的解决。 1972年首次构建了一个重组DNA分子，并提出了体外重组的DNA分子进入宿主细胞的过程，以及在其中进行复制和有效表达等问题。 在60年代还发展出了琼脂糖凝胶电泳和Southern转移杂交技术，这对于DNA片断的分离、检测十分有用，并很快被应用于