第十章 遗传工程

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1、第十章遗传工程第一节遗传工程概念第二节动物细胞工程第三节基因工程第一节遗传工程的概念遗传工程(Geneticengineering):一般认为,遗传工程是按照人们预先设计的蓝图,将一种生物的遗传物质绕过有性周期导入另一种生物中去,使其获得新的遗传性状,形成新的生物类型的遗传操作。遗传工程有狭义和广义之分，广义的遗传工程包括细胞工程和基因工程；狭义的遗传工程就是基因工程。第二节动物细胞工程细胞工程：是利用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞水平上进行的遗传操作。分为微生物细胞工程、植物细胞工程和动物细胞工程。一

2、、细胞融合二、动物克隆技术一、细胞融合1、细胞融合：也称体细胞杂交，是一种在同种或不同物种体细胞间，在融合剂存在的条件下，自然的或人工的细胞水平的杂交过程，获得的杂种细胞具有双亲的遗传属性。2、细胞融合过程：两个细胞紧密接触→细胞膜合并→细胞间出现通道或细胞桥→细胞桥数增加扩大通道面积→两细胞融合为一体。二、动物克隆技术1997年英国科学家Wilmut克隆羊的成功标志动物克隆技术新的里程碑。克隆的基本概念：克隆意指无性繁殖（系），可分为三个层次：基因、细胞、个体个体克隆可分为植物克隆和动物克隆。植物体几乎所有

3、的体细胞都能在体外培养成新的完整植株，单个性细胞（如花粉和未受精的子房培养）也能未经两性结合而发育成新植株。动物克隆技术的发展经历从胚胎细胞的克隆到体细胞克隆的过程。胚胎细胞克隆是指将胚胎细胞核移植到去核的卵母细胞中，由于胚胎细胞的全能性，它比较容易经培养和移植获得基因相同的个体。由于该技术产生的新个体并非是亲代的自我复制，而是等同于多生了几个双胞胎，并未引起世人注意。体细胞克隆可达到亲代个体的自我复制。□核移植技术动物克隆技术并不是象植物那样从体细胞直接发育成新的个体，而是要将供体复制对象的细胞核转入到去掉

4、细胞核的卵细胞中才能实现。由于体细胞包含有全部的遗传信息，从体细胞获得完整的动物个体是完全可行的。动物体细胞是高度分化的细胞，克隆羊“多莉”的诞生说明动物体细胞也具有全能性，因此它是真正意义上的动物克隆。动物克隆的基本过程以克隆羊为例，动物克隆的基本过程如下图1．动物资源的种质保存包括地球上频危动物的挽救等。2．生产移植器官，培育优良品种，与转基因技术相结合研制生物反应器生产基因药物。3．克隆人。是全世界注目的焦点，有人设计了克隆人的技术路线□   动物克隆的应用：□动物克隆的危险性：1．克隆动物已出现广泛的

5、免疫缺陷或早期夭亡。2．克隆动物过程中也极有可能产生遗传性的变异（无性系变异），这在植物的克隆中已广泛得到研究和验证，会发生染色体变异，基因组DNA扩增和某些转位因子的激活。3．克隆人不但面临社会、家庭伦理道德问题，也将面临健康安全问题。第三节基因工程利用转基因手段对生物进行人为改造的技术一、目的基因的获得二、工具酶和载体三、转基因技术的应用一、目的基因的获得（一）目的基因的获得1、从基因文库分离基因基因（组）文库：某一生物的全部DNA序列的不同DNA片段所构成的群体，即克隆某种生物全部基因（99%）的总和。

6、包含外显子和内含子。cDNA文库：由某一生物特定器官或特定发育阶段的细胞内总mRNA逆转录成互补cDNA分子，其所构建的重组DNA克隆群体，即具有表达功能外显子序列的总和。2、化学合成基因3、PCR法PCR（polymerasechainreaction,聚合酶链反应)：体外有引物介导的特定DNA序列的酶扩增。PCR技术的原理：利用DNA本身的特性，变性与复性,以达到扩增DNA分子的目的。PCR反应条件（反应体系组成）：模板、引物、dNTP、TaqDNA聚合酶、缓冲液、灭菌水、石蜡油。PCR原理PCR原理二、

7、工具酶、载体和宿主工具酶A.剪切酶类有目的有选择的把目的片段切开B.连接酶类将目的片段和载体相连C.其他工具酶修饰,加工等作用限制性内切酶II及其产生的3种不同末端5'突出的粘性末端3'突出的粘性末端平末端EcoRIEcoRVPstIPPPPPP同切酶和同粘酶同切酶:识别相同的位点,但生成不同的末端.同粘酶:识别不同的位点,但产生相同的粘性末端SmaI5´...CCC^GGG...3´3´...GGG^CCC...5´XmaI5´...C^CCGGG...3´3´...GGGCC^C...5´同切酶BamHI

8、5´...G^GATCC...3´3´...CCTAG^G...5´BglII5´...A^GATCT...3´3´...TCTAG^A...5´同粘酶Sau3A5´...^GATC...3´3´...CTAG^...5´连接酶及其对底物的要求:T4Ligase,EcoliLigase底物:自由5’末端和自由3’末端,5’末端带磷酸基团反应条件：Mg++，ATP存在聚合酶(polymerase):D