基因工程的诞生和发展.doc

《基因工程的诞生和发展.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章基因工程概述第一节基因工程的诞生和发展一、基因1．Mendel的遗传因子阶段MendelG.J.(1822-1884).1856-1864豌豆杂交实验。1866年发表论文，提出分离规律和独立分配规律1900年Mendel遗传规律被重新发现遗传学的元年Mendel提出：生物的某种性状是由遗传因子负责传递的。是颗粒性的，体细胞内成双存在，生殖细胞内成单存在。遗传因子是决定性状的抽象符号。2．Morgan的基因阶段1909年丹麦遗传学家Yohannsen(1859-1927)发表了“纯系学说”首先提出了“基因”的概念，代

2、替了Mendel“遗传因子”的概念。但没有提出基因的物质概念。1910年以后，MorganT.H.等提出了基因的连锁遗传规律。说明了基因是在染色体上占有一定空间的实体。基因不再是抽象符号，被赋予物质内涵。3．顺反子阶段1957年，本泽尔（SeymourBenzer）以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistron）概念：顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决定1条多肽链。4.现代基因阶段（1）操纵子 启动基因＋操纵基因＋结构基因（2）跳跃基因 指DNA能在有机体的染色体组内从1个

3、地方跳到另一个地方，它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。（3）断裂基因 1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序列不连续的间断基因被称为断裂基因。（4）假基因 不能合成出功能蛋白质的失活基因。（5）重叠基因 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的即重叠的。现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。二、基因工程的诞生一般认为1973年是基因工程诞生的元年（S.Cohen等获得了卡那霉素和四环素双抗性的转化子菌落)理论上的三大发现和技术上的三大发

4、明对于基因工程的诞生起到了决定性的作用。（一）DNA是遗传物质被证实1944年，AveryO.T.利用肺炎双球菌转化实验1944年，美国洛克菲勒研究所的OswaldAvery等公开发表了改进的肺炎双球菌实验结果。（1）S型菌细胞提取物及其纯化的DNA都可使R型菌转变成S型菌；（2）经DNase处理的S型菌细胞提取物失去了转化作用。（3）经胰蛋白酶处理的S型菌细胞提取物仍有转化作用。不仅证实了DNA是遗传物质，而且证明了DNA可以将一个细菌的性状转给另一个细菌，他的工作被称为是现代生物科学的革命性开端。（二）DNA双螺旋模

5、型的提出DNA是遗传物质已被证实，但是DNA是怎样携带并传递遗传信息的？在细胞增殖过程中，DNA是怎样复制的？因此，对于DNA结构的研究成为了当时生物学家研究的热点。1953年，FrancisCrick和JamesWatson搜集了力所能及的资料，提出了DNA的双螺旋模型。随后，DNA的半保留复制和半不连续复制机理也被阐明，为基因工程的诞生奠定了坚实的理论基础。（三）“中心法则”和“操纵子学说”的提出既然，DNA是遗传信息的载体，那么它是如何传递遗传信息的呢？遗传信息又是如何控制生物的表型性状的呢？以Nireberg等为

6、代表的一批科学家经过艰苦的努力，确定了遗传信息以密码方式传递，每三个核苷酸组成一个密码子，代表一个氨基酸，到1966年，全部破译了64个密码子，并提出了遗传信息传递的“中心法则”。1961年，JacquesMonod和FancoisJacob提出了原核基因调控的操纵子模型（operonmodel）。（四）工具酶的发现和应用1970年Smith等分离并纯化了限制性核酸内切酶HindII，1972年，H.W.Boyer等相继发现了ＥcoRI一类重要的限制性内切酶。1967年，世界上有五个实验室几乎同时发现DNA连接酶，特别是

7、1970年H.G.Khorana等发现的T4DNA连接酶具有更高的连接活性。1970年，Baltimore等和Temin等在RNA肿瘤病毒中各自发现了反转录酶，完善了中心法则，用于构建cDNA文库。（五）载体的发现及其应用载体主要是小分子量的复制子如：病毒、噬菌体、质粒。1972年，美国Stanford大学的P.Berg等首次成功地实现了DNA的体外重组；6、重组子导入受体细胞技术1944年，肺炎链球菌被成功转化。1970年，大肠杆菌才被成功转化，得益于CaCl2的应用基因工程诞生1973年，Stanford大学的Coh

8、en等成功地利用体外重组实现了细菌间性状的转移。1973年被定为基因工程诞生的元年。第二节基因工程的研究内容一、基因工程的概念在分子水平上，提取或合成不同生物的遗传物质，在体外进行切割、再和某一载体进行拼接重组，然后再将重组的DNA导入宿主细胞内，最后实现目的基因稳定复制和表达的过程。二、基因工程研究的基本步骤1、从