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1、第十七章基因工程导论自然界的基因转移和重组基因重组(geneticrecombination)——整段DNA在细胞内或细胞间,甚至不同物种间进行交换,并能在新的位置上复制,转录和翻译。自然界的基因转移和重组是无目的基因工程有目的接合作用质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一个细胞（细菌）转化作用transformation通过自动获取或人为地供给外源DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型的过程转导作用transduction病毒、噬菌体介导溶菌途径；溶原菌途径第一节基因工程的诞生一、基因工程的技术准备基因工程技术的诞生不仅依赖于基因分子生物学理论的发展，同时也有赖于一些重要的分子
2、生物学研究方法的建立。最重要的技术准备是限制性酶的分离纯化、DNA连接酶的分离、大肠杆菌转化技术的突破。到1970年，这三大技术都已经建立，“万事齐备，只欠东风”了。到了1972～1973年，两位科学助产士Berg和Cohen将基因工程接到了人间。二、基因工程技术的诞生第一个重组体的构建1972年，美国斯坦福大学P.Berg等在PNAS上发表了题为∶“BiochemicalmethodeforinsertingnewgeneticinformationintoDNAofSimianVirus40:circularSV40DNAmoleculescotaininglamdaphagege
3、nesandthegalactoseoperonofEscherichiacoli.Proc.Natl.Acad.Sci.USA69:2904-2909,1972”，标志着基因工程技术的诞生。第一个重组体构建lamdaphagegenesSV40病毒是猿猴病毒，是一种直径为450Å的球形病毒，分子量为28×106道尔顿。SV40的DNA是环状双链结构，全长5243个碱基对。SV40DNA上有一个限制性内切酶EcoRⅠ的切点。SV40病毒◆当获得二聚体SV40DNA后，Berg等就证明了环状DNA被内切酶切成线性DNA后能够重新环化，并且能够同另外的分子重组。◆于是他们进行第二步的实验就是
4、从λdvgalDNA中制备含有E.coli的半乳糖操纵子DNA，用上述同样的方法进行重组连接，并获得成功。第一个有功能重组体的构建◆虽然Berg的工作具有划时代的意义，但是他们并没有证明体外重组的DNA分子具有生物学功能。◆1973年，S.N.Cohen等在美国PNAS上发表了题为“ConstructionofBiologicallyFunctionalBacterialPlasmidInVitro”（S.N.Cohen,A.C.Y.Chang,H.W.Borer,andR.B.Helling,Proc.Natl.Acad.Sci.USA70:3240-3244,1973）的论文，宣布
5、体外构建的细菌质粒能够在细胞中进行表达,从而完善了Berg开创的基因重组技术。BoyerandCohen三、基因工程大事记1973Cohen第一例成功的克隆实验1978Genentech公司人胰岛素世界上第一种基因工程蛋白药物1982第一个基因工程药物--重组人胰岛素在英、美获准使用1985第一批转基因家畜（兔、猪和羊），中国转基因鱼1993基因工程西红柿在美国上市1997英国罗斯林研究所多莉羊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胰岛素人生长激素干扰素白细胞介素2粒细
6、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基因工程(geneengineering)又称基因操作(genemanipulation),重组DNA(recombinantDNA)。基因工程是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,然后导入活细胞,以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。第二节基因工程的原理和一般方法基因克隆示意图Transform+repo
7、rtgenesubstrates二、重组DNA或基因工程的主要内容基因工程的操作过程主要由以下步骤组成：①载体和目的基因的分离；②载体和目的基因的切断；③载体和目的基因的重组；④重组DNA的转化和扩增；⑤重组DNA的筛选和鉴定。一）基因工程中常用的工具酶限制性核酸内切酶切割DNADNA连接酶生成3′-5′磷酸二酯键DNA聚合酶Ⅰ探针标记、补平3′末端反转录酶cDNA合成多聚核苷酸激酶5′磷酸化、探针标记末端转移酶3′末端多聚尾碱性磷
