基因工程的应用蛋白质工程的崛起ppt课件.ppt

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1、1.3、1.4基因工程的应用　蛋白质工程的崛起一、基因工程的应用成果1．乳腺生物反应器与微生物生产的比较类型项目乳腺生物反应器微生物生产基因结构动物基因结构与人类基因结构相同与人类基因结构不同基因表达与天然蛋白质活性没有区别由于可能缺少内质网、高尔基体等细胞器，产物可能不具有生物活性类型项目乳腺生物反应器微生物生产产物提取从乳汁中较易分离提取从细胞中提取，较为复杂生产设备畜牧业生产，加提取设备工业生产，设备精良乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。2．基因治疗(1)成果：将腺苷脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺

2、陷症。(2)方法：①体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞进行扩增培养，最后重新输入患者体内。②体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。如1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。(3)基因治疗的过程(以镰刀型细胞贫血症的治疗为例)①用限制性核酸内切酶从人的DNA分子中切取血红蛋白基因。②用同一种限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体。③将携带正

3、常血红蛋白基因的重组载体导入患者的造血干细胞中，并将重组载体插入到染色体DNA上。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血干细胞。④将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞，以根治镰刀型细胞贫血症。二、蛋白质工程1．蛋白质工程的基本原理2．蛋白质工程与基因工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物

4、类型或生物产品(基因的异体表达)项目蛋白质工程基因工程区别结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下：(1)实验步骤①所代表的反应过程是_______。(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使

5、用限制性内切酶和______酶，后者的作用是将用限制性内切酶切割的_______和_____连接起来。(3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能_____，也不能__________。(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特征，可用____与_____进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。(5)步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列________(相同，不同)，根本原因是________________。【解析

6、】此题以免疫知识为背景，实则考查基因工程的相关知识。SARS病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息的表达首先需在宿主细胞内进行逆转录合成相应的DNA。利用这一点用逆转录的方法可获得控制产生S蛋白的基因(目的基因)。目的基因的剪接需要工具酶——限制性内切酶和DNA连接酶。一般用同种限制酶分别切割目的基因和运载体后，用DNA连接酶将二者连接起来。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用，这是因为目的基因在受体细胞内是不能单独稳定存在并表达的。利用抗原—抗体反应可以检测蛋白质，因此要检测基因工程产物是

7、否与病毒的S蛋白有相同的免疫反应特性，可以用病人康复后血清中提取的抗S蛋白抗体与基因工程产生的蛋白质进行抗原—抗体反应实验。相同的目的基因导入不同的受体，由于基因携带的遗传信息相同，不同的生物又共用一套遗传密码，所以合成蛋白质的氨基酸序列是相同的。【答案】(1)逆转录(2)DNA连接　载体S基因(3)复制　合成S基因的mRNA(4)大肠杆菌中表达的S蛋白SARS康复病人血清(5)相同　表达蛋白质所用的基因相同(2009年广东高考题)(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的______，然后

8、改变植酸酶的____，从