基因工程1-基因工程概述

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1、基因工程苏州农业职业技术学院食品系生物技术教研室GeneEngineering基因工程发展史Geneengineering1968年沃纳.阿尔伯,丹尼尔.内森和汉密尔.史密斯第一次从大肠杆菌中提取出了限制性内切酶.为此,三人共享了1978年诺贝尔生理和医学奖.1974年科学界肯定了在1967年由5个实验室同时发现的连接DNA片段的酶,并命名为DNA连接酶.1973年美国斯坦福大学科恩从大肠杆菌中取出两种带有不同基因的质粒,将两种基因经过“裁剪”,“拼接”后放入同一个质粒的大肠杆菌内,能表现出双重性.这标志着基因工程的首次胜利.

2、1974年科恩将金色葡萄球菌的质粒与大肠杆菌质粒进行拼接放入大肠杆菌内,使大肠杆菌获得了对青霉素的抗药性,从而实现了外来基因性状在大肠杆菌体内的表达.20世纪70年代,第一家遗传技术公司成立—利用基因重组技术制造蛋白质用于治疗人类的疾病.基因工程发展史Geneengineering1983年世界上第一例转基因植物在美国成功培植.1996年转基因作物首次进行了商业种植.迄今,全世界已有50个国家开展了转基因植物种植,品种有60多种植物.在美国转基因食品达到4000多种,已成为日常的生活用品.2003年为期13年的人类基因组计划(

3、1990年10月1日启动)的人类基因组序列图绘制成功.人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划(1942)和阿波罗登月计划(1969)一起被称为20世纪三大科学工程.基因工程的基本内容Geneengineering基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本

4、过程剪切→拼接→导入→表达结果人类需要的基因产物重组DNA技术流程剪切?剪切?拼接?导入?表达?基因操作的工具Geneengineering基因的剪刀——限制性内切酶（一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子）基因的针线——DNA连接酶基因的运输工具——运载体（如质粒、噬菌体和动植物病毒等）DNA连接酶Geneengineering连接的部位：磷酸二酯键（梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。基因的运载体Geneengineering运载体必须具备的条件：1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；

5、2、具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；3、具有某些标记基因，便于进行筛选。（如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等）外源基因导入受体细胞需要运输工具—运载体。运载体的作用：1、作为运载工具，将外源基因转移到受体细胞中去。2、利用运载体在受体细胞内，对外源基因进行大量复制。质粒Geneengineering质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌拟核DNA的百分之一。质粒能够“友好”地“借居”在宿主细胞中。一般来说，质粒的存在与否对宿主细胞

6、生存没有决定性的作用。但是，质粒的复制则只能在宿主细胞内完成。基因操作的基本步骤Geneengineering提取目的基因从供体细胞的DNA中直接分离基因（如“鸟枪法”）人工合成基因反转录法化学合成法目的基因是人们所需要转移或改造的基因。如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，还有植物的抗病（抗病毒、抗细菌）基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因、干扰素基因等。三种目的基因提取方法的优缺点仅限于合成核苷酸对较少的简单基因专一性最强化学合成法操作过程麻烦，mRNA很不稳定，要求的技术条件较高专一性强反转录法工作量大，盲目，分离出来

7、的有时并非一个基因操作简便广泛使用鸟枪法缺点优点目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测和表达检测：通过检测标记基因的有无来判断目的基因是否导入。表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。基因操作的基本步骤Geneengineering目的基因导入受体细胞的方法1、将细菌用CaCl2处理，以增大细菌细胞壁的通透性。2、使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。3、目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时

8、间内就能获得大量的目的基因。基因操作的基本步骤Geneengineering基因操作的基本步骤Geneengineering基因工程的成果与发展前景Geneengineering基因工程与医药卫生生产基因工程药品用于基因诊断与基因治疗基因工程与农牧业、食品工业培育高产、稳产和