生物技术之基因工程

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1、《现代生物技术》第五章基因工程王旻中国药科大学生命科学与技术学院minwang@cpu.edu.cn025-83271395参考书1、基因工程原理吴乃虎科学出版社第二版20022、分子克隆实验指南第三版J.萨姆布鲁克等科学出版社20073、现代生物技术导论瞿礼嘉等高等教育出版社19984、现代生物技术概论刘群红等人民军医出版社20025、生物制药技术王旻等化学工业出版社20036、基因工程楼士林等科学出版社20027、生物技术与生物药物王旻等译化学工业出版社2006第一节基因工程的发展历史和基本概念一、基因工程的发展历史基因工程发展史有关的重要事件年份

2、重要事件1869194419531958196119651966196719701972~197319741975~19771982198519972000F.Miescher首次从鲑鱼精子中分离到DNAO.T.Avery等人在肺炎链球菌转化实验中发现遗传信息的携带者是DNA而不是蛋白质J.D.Watson和H.C.Creck提出了DNA分子结构的双螺旋模型M.Meselson和F.W.Stahl提出了DNA半保留复制模型M.W.Nirenberg等人应用合成的mRNA分子[poly(U)]破译出了第一批遗传密码F.Jacob和J.Monod提出了调节

3、基因表达的操纵子模型证明细菌的抗药性通常有一类叫”质粒”的额外染色体携带M.W.Nirenberg,S.Ochoa,H.G.Khorana共同破译了全部的遗传密码发现了可将DNA连接起来的DNA连接酶H.O.Smith等分离到第一种核酸内切限制酶,它可以在特定位点将DNA分子切割开来以H.Boyer,P.Berg等人为代表的一批美国科学家发展了重组DNA技术,并于己于1972年得到第一个重组的DNA分子,1973年完成第一个细菌基因的克隆首次实现了异源真核生物基因在大肠杆菌中的表达F.Sanger及A.Maxam和W.Gilbert发明了快速的DNA序

4、列测定技术.1977年第一个全长5387bp的嗜菌体φX174基因组测定完成第一个基因工程药物-胰岛素在美国和英国获准使用第一批转基因家畜(兔,猪和羊)诞生多莉羊诞生人类基因组草图绘制完成基因工程历史中的三个重要事件1、1972年，美国斯坦福大学的P.Berg博士率先完成了DNA体外重组试验。（分享1982年诺贝尔化学奖）SV40DNA+λ嗜菌体DNAEcoR1T4DNA连接酶重组DNA2、具有性状功能的基因能否重组？1973年，美国斯坦福大学的S.Cohen等人成功地进行了另一个体外DNA重组试验。R6-5+pSC101EcoR1T4DNA连接酶重组

5、DNA转入大肠杆菌重组菌KanrTetrKanr+Tetr3、不同物种、尤其是真核基因能否在原核生物中重组与表达？1974年，S.Cohen与H.Boyer合作进行了如下试验，结果表明：动物基因的确进入到大肠杆菌细胞，并转录出相应的RNA.以上试验的重要意义有三点：1、说明像pSC101这样的质粒分子是可以作为基因克隆的载体，能够将外源DNA分子导入宿主细胞。2、说明像非洲爪蟾这样真核动物的基因是可以被成功地转移到原核细胞重并实现其功能表达。3、说明了质粒-大肠杆菌不失为一种成功的基因克隆体系，可以作为基因克隆的模式系统进行深入研究。二、基本概念定义：

6、基因工程是指按照人们的意愿，在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之转入到原先没有这类分子的宿主细胞内，形成能持续稳定繁殖的新物种。其目的是为人类提供有用产品及服务。三、主要步骤与内容：1、获得目的基因2、在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能自我复制并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子。3、将重组DNA分子转移到适当的宿主细胞中，并与之一起增殖。4、从大量细胞繁殖群体中，筛选出获得重组DNA分子的宿主细胞克隆。5、从这些筛选出来的宿主细胞克隆中，提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究用。6、

7、将目的基因克隆到表达载体上，导入宿主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。第二节基因工程的工具酶定义：凡在基因工程中应用的酶统称为工具酶。一、限制酶(restrictenzymes)（一）限制与修饰现象大多数的细菌对于噬菌体的感染都存在一些功能性障碍，即所谓的寄主控制的限制(restriction)和修饰(modification)现象，简称R/M体系。作用：一是保护自身的DNA不受限制，二是破坏外源DNA使之迅速降解。（二）限制酶的命名和分类定义：凡能识别并切割双螺旋DNA分子内特定核苷酸顺序的酶统称为限制酶。（1）限制酶命

8、名：（2）限制酶分类：根据酶的性质，可分为三类（三）第Ⅱ型限制酶的作用性质1、基本特性：（1）