第一讲基因工程概论及其应用PPT.ppt

基因工程原理与技术; 本课程的地位：; Gene Cloning and DNA Analysis 书号：7040112035 ; 基因工程发展史及应用; 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 生物技术工程：基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程;提高外源基因的剂量——分子遗传学原理 筛选修饰重组基因表达的转录调控元件，如：启动子、 增强子、操作子、终止子、上游调控序列等 ——分子生物学原理 修饰构建蛋白质生物合成的翻译调控元件，如：SD序列、mRNA非编码区、密码子等 ——分子生物学原理 基因工程菌（微型生物反应器）的增殖及稳定生产 ——生化工程学原理;●1967年 世界上5个实验室几乎同时发现了DNA Ligase 1970 Wisconsin大学H.G. Khorana发现 T4 DNA Ligase ●1970年 Hopkins大学H.O. Smith等分离到第一个限制性内切酶(1978 Nobel Prize ) ●1972年 Stanford大学P. Berg等，DNA体外重组（SV40和λDNA)一种猿猴病毒的DNA与λ噬菌体DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，一种新的重组DNA分子产生。 ● 1973年 美国加州大学旧金山分校H. Boyer和Stanford大学 Cohen等完成了真正意义上的DNA体外重组实验.;● PCR 1985, Kary Mullis (1944-) Cetus;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;转基因西红柿;蓝色妖姬;耐盐性高的转基因烟草、棉花、水稻;转基因超级鼠;水母;能发荧光的热带斑马鱼;家蚕能够吐出蚕丝为人类利用;基因工程：通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物(供体）的某种基因提取出来，与载体在体外进行DNA重组，然后放到另一种生物的细胞（受体）里，定向地改造生物的遗传性状。 自然界的基因转移和重组是无目的 基因工程有目的;基因工程的别名;基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。 上游???术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程.;需要解决什么问题？;基因工程步骤中需要哪些工具？;基因的剪刀——限制性内切酶;DNA的一段序列;;其它常用的工具酶; 大肠杆菌的质粒：;作为运载体必须具备哪些条件？;基因的针线——DNA连接酶;用相同的限制性内切酶切割质粒 ;;目的基因;;基因的针线──DNA连接酶;四个基本步骤：;例：抗虫棉的获得：;三、基因工程基本步骤;提取目的基因的方法;三种目的基因提取的方法优缺点;用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。;第三步：将目的基因导入受体细胞;1）将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通透性。 2）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。 3）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大量的目的基因。;第四步、目的基因的表达和检测;;转黄瓜抗青枯病基因的甜椒;;;抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导人作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。;生长快肉质好的转基因鱼(中国);转基因羊具有生长快、毛质、肉质好、疾病少及耐粗饲料等优点。;2、环境保护　 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。;3.基因工程与医学的关系;基因工程与药物研制;　　胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。;（四）基因治疗 gene therapy 基因治疗—就是向有功能缺陷的细胞补充相应功能基因，以纠正或补偿其基因缺陷，从而达到治疗的目的。 基因置换 基因修正 基因修饰 产物补偿缺陷细胞 基因失活 反义技术封闭基