上海交通大学普通生物学课件第8章：生物的遗传与变异.pptVIP

（2）目的基因的扩增（PCR）

用上面的方法“钓”出的目的基因，数量极少，所以，接下来必须经过扩增，亦称为基因克隆。获得相当数量的目的基因后，才能继续下一步操作。目的基因的扩增通常在大肠杆菌中进行

（3）PCR——把寻找目的基因和扩增目

的基因两步操作并成一步。

PCR法，又称多聚酶链式反应，是二十世纪八十年代开发出来的基因工程新技术，它的最大优点是把目的基因的寻找和扩增，放在一个步骤里完成。其理论依据是DNA的半保留复制完成PCR的基本要素模版(DNA双链)引物（5’-引物和3’-引物）Taq酶(高度耐热的DNA聚合酶)dNTP：dATPdGTPdCTPdTTP缓冲体系PCR基本流程PCR反应分三步完成：

第一步：90℃高温下，使混合物的DNA片

断因变性而成单链。

第二步：50℃温度下，引物DNA结合在适

于配对的DNA片断上。

第三步：70℃温度下，由Taq酶（DNA高

温聚合酶）催化，从引物开始合成

目的基因DNA。循环30次

PCR的三个步骤为一次循环，约需5－10分钟。每经一次循环，所找到的目的基因扩充一倍。经过30次循环，即可扩增109倍，总共只需几个小时。（4）构造重组DNA分子

首先要有载体。

载体有好几种，常用的有：

质粒：环状双链小分子DNA，适于做小片断基因的载体。

噬菌体DNA：线状双链DNA，适于做大片断基因的载体。人工染色体：YAC（酵母人工染色体）、BAC(细菌人工染色体)用质粒构建重组DNA分子用噬菌体DNA构建重组DNA分子

目的基因要“装”到载体中去。“安装”的过程，需要至少两种工具酶（限制性内切酶，连接酶），其中限制性内切酶最为关键的酶。

此酶识别特定的碱基序列，多数可切出“粘性”末端，使得目的基因和载体的连接非常容易。限制性内切酶识别特定的碱基序列限制性内切酶造成粘性末端有利于重组DNA分子的构建

（5）转化/转染—表达—蛋白质分离

把构造好的重组DNA分子送进寄主细胞，亦需要适当的技术方法。若受体细胞是细菌，通常称转化；若受体细胞是动/植物细胞，通常称转染。

表达

重组DNA分子进入寄主细胞后，其中的目的基因能否表达，表达效率高低，还有很大差别。表达通常是指目的基因编码的蛋白质合成。

蛋白质分离纯化

基因工程的最后一步，是把所获得的蛋白质分离纯化，得到蛋白质产品。

2、基因工程的应用

基因工程技术已经在医学、工业、农业等各个领域得到了广泛的应用。转基因小鼠：导入人类基因，具有较强的学习能力。在迷宫实验中，转基因鼠觅食本领比普通鼠要高许多，同时对迷宫中食物存放地点记忆更清楚。(1)转基因生物的生产(2)特殊蛋白质的大量生产乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊美国转基因猪，其体内含有人类的基因，乳汁含有人体蛋白fatorⅧ。只需300～600只这样的母猪就能满足全世界对这种蛋白的需求。人胰岛素从猪和牛的胰脏提取，获得100g胰岛素需800－1000kg的牛胰脏。现在用基因工程方法在大肠杆菌中表达产生。人生长激素具有物种特异性，只能用人的生长激素来治疗侏儒症。以前从尸体脑垂体中提取，来源非常有限，现在用基因工程方法在大肠杆菌中表达产生。干扰素体外培养人体细胞来生产，产量低，成本高，现用重组大肠杆菌生产。????????????????????????????????不易腐烂的番茄????????????????????????????????????(3)动物植物的遗传改良抗虫植物化学农药兔毛棉花在我国培育成功：用兔的一种角蛋白转化棉花，棉花纤维质量好，具有兔毛般的光泽。种系基因治疗：将外源基因导入性细胞、受精卵、早

期胚细胞——转基因人,（5）转基因生物的安全问题转基因生物的环境风险（6）转基因生物的安全和伦理问题其它：基因资源、基因武器

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(5)工程菌在环境工程中应用

美国GE公司构造成功具有巨大烃类分解能力的工程菌，并获专利，用于清除石油污染。喷洒工程菌清除石油污染

四、遗传病和人类基因组计划（一）遗传病的特征与分类（二）遗传病的诊断与治疗

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