生物化学第十五章基因工程研究进展(二)精要.ppt

发展前沿之一基因组研究 人类基因组 水稻基因组 细菌基因组 其它模式生物基因组 基因工程 遗传学角度：一项遗传学技术 将生物的某个基因通过基因载体运送到另一种生物的细胞中，并使之无性繁殖和行使正常功能，创造生物新品种或新物种的遗传学技术 无性繁殖：称之为“克隆” 行使正常功能：称之为“表达” 基因工程生物化学角度：重组载体的操作 在体外，将各种来源的DNA片段与载体DNA结合成一个重组载体；重组载体可转化或转染宿主细胞，并在宿主细胞内表达，产生特定的基因产物。 DNA片段：同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的 载体DNA ：病毒、细菌质粒或噬菌体 DNA半保留复制模型 进展之一： 遗传信息传递中心法则的建立（六） 1965年，Holley首次测出了酵母丙氨酸tRNA的一级结构 60年代，Nirenberg、Ochoa、Khorana等几组科学家的共同努力破译了mRNA上编码合成蛋白质的遗传密码 随后研究表明：这套遗传密码在生物界具有通用性，从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程 遗传密码表 进展之一： 遗传信息传递中心法则的建立（七）  上述重要发现共同建立了以中心法则为基础的分子遗传学基本理论体系 进展之一： 遗传信息传递中心法则的建立（八） 1970年，Temin和Baltimore从 鸡肉瘤病毒 颗粒中发现以RNA为模板合成DNA的反转录酶 补充和完善了遗传信息传递的中心法则  转基因作物的种类和种植概况 主要转基因作物 目前，全球种植的主要转基因作物有四种， 即玉米、棉花、大豆和油菜。 其它转基因作物包括烟草、番木瓜、土豆、西红柿、亚麻、向日葵、香蕉和瓜菜类等 四种主要的转基因作物占主导地位，其它转基因作物的种植面积微不足道。 从1998年以来，这四种转基因作物每年的种植面积几乎占全球转基因作物种植总面积的99％ 2004年全球四种主要商用转基因作物种植面积 转基因大豆 2003年 4,140万公顷 2004年 4,840万公顷 (占全球转基因作物种植面积的59%)。 转基因玉米 2003年 1,550万公顷 2004年 1,930万公顷 （占全球转基因作物种植面积的23%) 转基因棉花 2003年 720万公顷 2004年 900万公顷 （占全球转基因作物的种植总面积的11%） 转基因油菜 2003年 360万公顷 2004年 430万公顷 （占全球转基因作物种植面积的6%） 2004年，转基因作物的种植面积占全球耕地总面积15亿公顷的5%。 重大成就之一： 重组DNA技术的建立和发展（二） 1977年，Boyer 等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的基因重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽 1978年，Itakura（板仓）等：人生长激素191肽在大肠杆菌中表达成功 1979年，美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入大肠杆菌中合成人胰岛素 重大成就之一： 重组DNA技术的建立和发展（三） 我国已有人干扰素、人白介素 2、人集落刺激因子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗等多种基因工程药物和疫苗进入生产或临床试用 世界上还有几百种基因工程药物及其它基因工程产品在研制中，成为当今农业和医药业发展的重要方向，将对医学和工农业发展作出新贡献 重大成就之一： 重组DNA技术的建立和发展（四） 转基因动植物和基因剔除动植物的成功是基因工程技术发展的结果 1982年，Palmiter等将克隆的生长激素基因导入小鼠受精卵细胞核内，培育得到比原小鼠个体大几倍的“巨鼠”，激起了人们创造优良品系家畜的热情 我国水生生物研究所将生长激素基因转入鱼受精卵，得到的转基因鱼的生长显著加快、个体增大 重大成就之一： 重组DNA技术的建立和发展（五） 用转基因动物还能获取治疗人类疾病的重要蛋白质 例如：导入了凝血因子Ⅸ基因的转基因绵羊分泌的乳汁中含有丰富的凝血因子Ⅸ，能有效地用于血友病的治疗 重大成就之一： 重组DNA技术的建立和发展（六） 在转基因植物方面 1994年，转基因西红柿投放市场 1996年，转基因玉米、