[医学]基 因 工 程

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1、基因工程GeneticEngineering第一章基因工程概貌教学要求:1.掌握基因工程的含义2.了解基因工程的发展史3.掌握基因工程的理论依据4.了解基因工程的基本技术路线5.了解因工程的安全性问题6.了解基因工程的发展前景基因工程（geneengineering）的含义指人为地通过基因重组、基因突变、基因转移途径，将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，按人们的意愿遗传并大规模地表达出新的生物性状或新物质。二、基因工程的诞生需要理论和技术上的支持：

2、理论上的三大发现：（1）证明生物遗传物质是DNA（基因工程的先导）；（2）DNA的双螺旋结构和半保留复制机理；（3）遗传信息的传递方式（中心法则）和三联体密码子系统的建立。技术上的三大发现：（1）限制性内切酶和DNA连接酶的发现（标志着DNA重组时代的开始），载体的使用；（2）1970年，逆转录酶的发现。（3）1973年，Cohen等获得了抗四环素和新霉素的重组菌落TcrNer，标志着基因工程的诞生。70年代初DNA体外重组技术—基因工程技术的出现，将传统的生物学技术引向了高技术之路。三、基因工程理论

3、依据1.基因有共同的物质基础：可以重组互换。有遗传功能的特定核酸序列：DNA片段或RNA。2.基因可切割：存在间隔序列（重叠序列的基因也可切出）。3.基因可转移：可在染色体DNA或不同染色体之间跳跃，基因组也可重组。要点：供体、载体、受体目的：DNA扩增，外源基因表达产物，表达调控，改造生物遗传特性等。4.多肽与基因之间存在对应关系。一种多肽对应一种基因。根据表达产物的性质可检查基因的转移或重组。5.遗传密码通用。三联密码子（少数除外）与氨基酸相对应，所有生物都相同，只要具备转录翻译条件均能转译出原样

4、的氨基酸。基因可人工合成。6.基因可复制传递遗传信息。重组基因可传代，获得相对稳定的转基因生物。四、基因工程研究内容1.克隆载体：原核生物的克隆载体：Ti质粒及其衍生载体（植物基因工程）;动物病毒克隆载体（动物基因工程）。核心环节：构建新载体（适于高等动植物转基因表达载体和定位整合载体），应大力发展。2.受体系统：克隆载体的宿主：外源目的基因表达（单个细胞、组织、器官、个体）。包括：原核生物、真核生物、植物、动物及人类。3.目的基因（优良性状的基因、致病基因）获取途径：构建基因组文库或cDNA文库；P

5、CR直接从某生物基因组扩增；较小的可人工化学合成。（已获目的基因种类：与医药相关的基因；抗病、虫害和恶劣环境的基因；编码特殊营养价值的蛋白或多肽基因。）生长、发育、繁殖，遗传性疾病的基因治疗，优生优育。中国水稻（籼稻）基因组“工作框架图”和数据库已完成。中、英两国合作“家猪基因组计划”。4.工具酶：指体外进行DNA合成、切割、修饰和连接等系列过程中所需要的酶（DNA聚合酶、限制性核酸内切酶、修饰酶和连接酶）。限制性核酸内切酶：有规律地切割DNA，获得特定末端的DNA片段。研究热点：耐热内切酶和长识别序

6、列稀切酶。　　五、基因工程的特点以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因(DNA分子),按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子。改变生物原有的遗传特性，获得新品种，生产新产品，或是研究基因的结构和功能。基因工程有两个基本的特点∶（1）分子水平上的操作和细胞水平上的表达。（2）打破了常规的物种间界限（原核与真核生物之间、动植物之间、人与其他生物之间），使遗传信息进行重组、转移和表达。十二、基因组计划•研究一个基因组的全部工作的规划：•1.测定全部DNA序列；•

7、2.构建基因组的物理图谱；•3.构建基因组的遗传图谱；•4.构建基因组的转录图谱；•5.分析基因组的功能。目前实施的基因组计划：微生物：大肠杆菌、噬菌体、酵母植物：拟南芥、水稻；动物：果蝇、猪、牛、鸡等；人第二章基因工程常用的工具酶教学目的和要求：1.掌握限制性核酸内切酶的概念2.熟悉DNA连接酶的作用3.熟悉DNA聚合酶的作用和意义4.了解DNA修饰酶5.熟悉单链核酸内切酶的生物学作用6.了解核酸外切酶2.1限制性核酸内切酶※限制性核酸内切酶定义：简称限制酶，是一类能够识别双链DNA分子中某些特定的

8、核苷酸序列，并由此切开DNA双链结构的核酸内切酶。•限制性核酸内切酶的种类（三种）(p22)ØⅠ型限制性核酸内切酶ØⅡ型限制性核酸内切酶※ØⅢ型限制性核酸内切酶根据结构和功能，可将限制酶分为I、II、III型。I型和III型限制酶切点不固定，不能产生可利用的DNA片段。只有II型限制酶具有控制和预测位点特异性切割的性质，且产生固定的DNA片段，基因工程中所用的都是II型限制酶。•限制酶的命名原则（p23）①限制酶的名称由三个字母组成。第一个字母采用细菌属