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基因工程专题14课时复习.ppt
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外 和 等技术,赋予生物以新的 ,创造出更符合人们需要的新的生物 和生物 。 基础理论和技术的发展催生了基因工程 DNA是遗传物质的证明 DNA双螺旋结构和中心法则的确立 遗传密码的破译 DNA重组技术的基本工具 限制性核酸内切酶——“分子手术刀” DNA连接酶——“分子缝合针” 基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 限制性内切酶 限制酶所识别的序列有什么特点 限制酶所识别的序列,无论是6个碱基还是4个碱基,都可以找到一条中心轴线,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。 DNA连接酶——“分子缝合针” 连接酶有两种:一种是从大肠杆菌中分离得到的,称之为E·coli连接酶。另一种是从T4噬菌体中分离得到,称为T4连接酶。 这两种连接酶催化反应基本相同,都是连接双链DNA的缺口,而不能连接单链DNA。 E·coli连接酶只能连接黏性末端; T4连接酶既可“缝合”黏性末端,又可“缝合”平末端。 基因的载体——“分子运输车” 2、将目的基因导入动物细胞 (1)方法:显微注射法 (2)程序: 蛋白质工程的内容主要有两方面: 蛋白质工程的进展与前景 蛋白质工程目前的现状:成功的例子不多,主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构,而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。 将目的基因导入到动物的受精卵里,目的基因若与受精卵染色体DNA整合,细胞分裂时,该基因随染色体的倍增而倍增,使每个细胞中都带有目的基因,使性状得以表达,并稳定地遗传给后代,从而获得基因产品。这样一种新的个体,称为转基因动物。 总结:转基因动物 基因工程在畜牧养殖业上的应用主要是什么? 繁殖具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等优良品质的转基因动物。 该过程的重要步骤是通过感染或显微注射技术将重组DNA转移到动物受精卵中。 1.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的。 取患者骨髓 分离干细胞 病毒 正常基因 并入正常基因的干细胞 注入患者体内 基因治疗曙光初照 2.实例: 将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中,再将这种淋巴细胞转入患者体内。 (1)治疗严重复合型免疫缺陷症 利用修饰的腺病毒作载体,将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者组织中 (2) 治疗遗传性囊性纤维化病 3、基因治疗的类型 体外基因治疗:先从病人体内获得某种细胞,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扩增培养,最后重新输入患者体内。 体内基因治疗:直接向人体组织细胞中转移的治病方法。(如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织) 4、基因治疗的发展现状:处于初期的临床试验阶段 五、基因芯片 从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱;从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。 通过比较、分析这两种图谱,就可以得出病变的DNA信息。 基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点,将成为一项现代化诊断新技术。 一、蛋白质工程崛起的缘由 满足人类生产和生活的需要 例如: 改造 干扰素(半胱氨酸) 体外很难保存 干扰素(丝氨酸) 体外可以保存半年 玉米中赖氨酸含量比较低 天冬氨酸激酶 (352位的苏氨酸) 二氢吡啶二羧酸合成酶(104位的天冬酰胺) 改造 改造 天冬氨酸激酶(异亮氨酸) 二氢吡啶二羧酸合成酶(异亮氨酸) 玉米中赖氨酸含量可提高数倍 四、蛋白质工程 1、基因工程的不足:只能生产天然蛋白质 2、天然蛋白质不足:不完全符合人类需要 提高酶的热稳定性、延长药用蛋白的保存期 基因 表达(转录和翻译) 多肽(氨基酸序列) 蛋白质(空间结构) 行使功能 天然蛋白质的合成 预期蛋白质功能 设计蛋白质结构 推测氨基酸序列 找到核苷酸序列 蛋白质工程途径 3、原理:预期蛋白质功能、找到相应DNA序列 (第二代基因工程) 2.对天然蛋白质进行改造,你认为应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现? 答:毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造,主要原因如下: (1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,改造了基因即对蛋白质进行了改造,而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造,即使改造成功,被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。 (2)对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作,难度要小得多。 旁栏思考题 蛋白质工程流程图 找到相应的核苷酸序列 推测氨基酸序列 设计预期蛋白质三维结构 预期蛋白 质功能 DNA合成 蛋白质工程的概念: 是指以蛋白
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