基因工程课件.ppt

第一部分授课重点 1.基因工程诞生的实验技术基础是什么？ 2.基因工程在医学中的应用范畴。 3. 基因诊断常用的方法有哪些？ 4 何谓基因治疗？基因疗法可用于哪些疾病的治疗？ 5 反义核酸；基因工程疫苗。 基因工程（genetic engineering） 或称重组DNA技术（recombinant DNA technique） 是指采用分子生物学方法分离具有遗传信息的DNA片段，经过在试管中的剪切、使之与适宜的载体DNA连接，建成DNA重组体，将其转入特定的宿主细胞进行复制和传代，并使外来基因获得高效表达。这种有目的应用分子克隆技术,人为的改造基因,改变生物的遗传性状的系列过程,总称为基因工程。 二、基因工程在医学中的应用 （一）疾病的诊断、治疗和预防 疾病的诊断：基因诊断 基因工程抗原诊断制剂 疾病治疗： 基因工程药物 基因工程抗体 基因治疗 疾病预防： 基因工程疫苗-亚单位疫苗、核酸疫苗等 （二）医学基础研究 3.抗体产生的遗传基础 180亿种抗体（108） 人类基因组基因数目105 （10万个基因）。 第二部分基因工程技术的基本原理 载体的种类 1. 质粒载体(plasmid vector) 质粒是细菌染色体以外的遗传物质，双股环状的DNA 分子, 携带遗传信息 ,在宿主细胞内能独立自主复制。 解决方法: 单链丝状噬菌体 包括 M13噬菌体、f1噬菌体和fd噬菌体 均为单链闭环DNA分子，基因组6.4kb。彼此有很高的同源性。 M13噬菌体 M13噬菌体（+SSDNA） 在宿主细胞内ds DNA 感染宿主细胞 宿主酶系统 双链DNA 复制型 噬菌体增殖 子代噬菌体 释放到菌体外 生活周期既不溶菌也不溶源。 优点：用 M13噬菌体系载体克隆外源基因，可方便获得大量单链DNA分子。 应用：DNA测序（双脱氧链终止法）；制备DNA探针；寡核苷酸定点诱变。 组装成子代单链噬菌体 3. 柯氏质粒或称粘尾质粒(cosmid) 是由入噬菌体DNA粘性末端（c o s区）与质粒重组而构成杂种质粒 cosmid的特点: (1)有噬菌体的特征：可体外包装成噬菌体颗粒，高效转导对入噬菌体敏感的大肠杆菌。 (2)具有质粒载体特征：有质粒的复制子及抗生素抗性标志及单一限制酶切位点，在宿主细胞能象质粒DNA一样进行复制，并可用氯霉素进行扩增。 (3)具有高容量的克隆能力：自身大小约4-6Kb，可容纳插入45Kb的外源基因片段。 (4)转导时由于非重组体cosmid很小，不能在体外包装,因此利于重组克隆的筛选。 适用于构建真核细胞的基因文库。 4．病毒载体 常用的病毒载体大体上可分为两大类： 整合型（integrated）载体 游离型(transient)或称病毒颗粒型载体 整合型（integrated）载体． 即外源基因通过这种病毒载体与宿主细胞的染色体整合，外源基因随宿主细胞基因组的复制而扩增。 这类载体的代表是pSV系列。 游离型(transient)或称病毒颗粒型载体 这类载体携带外源基因后，本质上仍然是一种完整或缺损的病毒，能够以病毒颗的形式在宿主内自行复制或在辅助病毒存在下进行复制。 这类载体有痘苗病毒载体、腺病毒载体，逆转录病毒载体及感染昆虫的杆状病毒载体等。 5．克隆载体(cloning vector) 4.3kb 分子量小，都有一个松弛的复制子，能带动外源基因，在宿主细胞中复制扩增。它是用来克隆和扩增DNA片段（基因）的载体。 用于在受体细胞中进行目的基因扩增的载体。 常用载体 pUC18 、 pUC 19、 pBR322质粒。 pBR322 6．表达载体(expression vector) 在克隆载体的基本骨架上（ ori, Ampr等）增加表达元件 （启动子、核糖体结合位点（RBS）、终止子等），使目的基 因在寄主细胞中得以表达的载体 表达载体分类： 以表达形式分： 非融合型表达载体-直接转录并翻译出目的基因ORF对应的氨基酸 序列，即表达出完整