分子生物学课件基因工程

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1、第八章基因工程（GENETICENGINEERING）1本章，我们讨论4个问题：1.什么是基因工程——基因工程的概念。2.为什么能进行基因工程——基因工程的原理和技术。（包括3大理论和3大技术准备）3.怎样进行基因工程——3大步骤（DNA体外重组，重组DNA导入宿主细胞后扩增和表达，基因工程后处理）4.基因工程的应用和前景——对于医学来说即生产基因工程产品、开展基因治疗等。2第一节概述一.现代科学技术发展的3个特点：（一）科学技术加速发展和急剧变革：1.当代科学发展成指数增长趋势，全世界发表科技论文6000－8000/天，平均1篇/10.8秒问

2、世。2.人类科技知识在19世纪半衰期是50年，现在是3－5年（终身教育学习）。3.1973年，CohenGroup第一次实现了细菌遗传性状的转移terr+nersr→terrner，导致基因工程技术诞生，至今不到30年，人类已经拥有了克隆羊、猪等等的技术，可以复制一个生命体。（克隆羊多利1997－2003，体细胞克隆，胚胎细胞克隆）3PscloltetrRb-3nersrtetrnertetrnerOtetrne图8-1CohenGroup第一次实现了细菌遗传性状转移示意图4(二)科学技术发展的综合化1.19世纪中叶，以科学技术是分离的，它们各有

3、独自文化传统，它们的发展往往是脱节的。2.科学回答“是什么”“为什么”，技术回答“做什么”“怎么做”。当今科技发展已经密不可分，科学里包含技术，技术里体现科学。3.当代科技发展有两种形式：一是突破，二是融合。突破是线性的，即从研究开发新一代的科技成果取代原有一代科技成果。融合是非线性的，即混合原有不同的科技领域，进而发展新产品，造成革命性市场，它们是互补和合作的结果。基因工程既是科学又是技术，既是突破，又是融合。她造成革命性市场（美国基因工程产品300亿美元/年，乙肝疫苗50美元/人）；她是分子遗传学，生物化学，细胞学，细胞生物学，分子生物学相互

4、渗透，交叉融合、突破的结果。5(三)科技发展必需和人文社会科学发展相结合：1.当代各种全球性问题出现，从一定意义上来说是由于科学技术广泛应用于社会而引发的，如TMD、NMD(布什对萨达姆)2.科学技术是第一生产力，而文化水平是人类把握科学技术的一个尺度。3.科学技术是一把双刃剑，原子核技术可以给人类带来光明，原子弹却可以把长崎、广岛夷为平地；克隆技术，基因工程技术可以挽救濒临灭绝的动物（国宝熊猫），也可以动摇人类以性爱为基础的生产方式……（冷冰冰克隆人和自然人，×情人节少了一个经济增长点；克隆战争狂人和反战英雄；克隆idea孙悟空齐天大圣）。基因

5、工程技术是当代科学技术重要的前沿。6二．基因工程的概念（一）基因（gene）基因从化学上来说，指的是一段DNA或RNA顺序，该顺序可以产生或影响某种表型（genotype，phenotype），可以由于突变生成等位基因变异体（体细胞父源和母源；正常和突变基因）；从遗传学上来说，基因代表一个遗传单位，一个功能单位，一个突变单位。（二）基因工程（geneticengineering）基因工程在体外通过人工剪、接，将不同来源的DNA分子组成一个杂合DNA分子(DNA分子重组体)，然后导入宿主细胞去复制扩增或表达。因为通过人工设计,得到一定的设计方案，故

6、称为基因工程。由于整个操作在分子水平上进行，所以也称分子克隆。基因工程的基本特点是，分子水平操作，细胞水平表达。7在这个过程中：1.“基因剪刀”剪取DNA的酶就像一把“基因剪刀”2.“缝纫针”连接不同来源DNA分子的酶就像一根“缝纫针”，使二者连在一起3.“交通工具”使用载体好比一辆车子4.“乘客”有用基因如IL2好比使乘客，车子把乘客送进理想天堂（宿主细胞）去繁衍生息，春华秋实，生产我们需要的产品或开展基因治疗（IL2/LAK→抗癌）。8我们应该记住他们——1.第一个实现DNA重组的人－Berg1972年，Berg用E.coRⅠ切割SV40DN

7、A和λphageDNA，经过连接组成重组的DNA分子。Berg是第一个实现DNA重组的人。2.第一个取得基因工程成功的人－Cohen1973年，CohenGroup将E.coli的tetr质粒psclol和nersrR6-3质粒体外限制酶切割，连接成一个新的质粒，转化E.coli，在含四环素和新霉素的平板上筛选出了terrNer,实现了细菌遗传性状的转移。这是基因工程史上的第一个克隆化并取得成功的例子，这一年被定为基因工程诞生的元年。9三．基因工程克隆技术――人类对自然的干预（一）遗传和变异是生物学的一对重要概念。1.遗传赋予生物种的稳定，保证生

8、物种的延绵不断（不能断香火）。2.变异赋予生物种的进化，保证生物种对环境的适应。3.遗传和变异这一对矛盾在一个生物体内统一起来。4.在生