细胞工程(请用Word打开).doc

细胞工程综述 人口与生命科学系10级生物普本班 徐静静 2010151023029 指导老师：韩鸿鹏 摘要： 细胞是生命活动的最基本单位，为各种基因的表达和产物的合成提供了基础和载体。基因工程中基因的表达，微生物工程中工程菌的构建，酶工程、生化工程和蛋白质工程中的蛋白质的合成等都离不开细胞工程。从某种意义上说，细胞工程则是现代生物技术的基础和公用平台，细胞工程实在细胞学的研究基础上发展起来的，其操作对象是细胞或组织，基本技术是细胞与组织培养。本文主要对细胞工程进行概述。 关键字： 细胞融合；染色体工程；克隆；单克隆抗体；细胞工程的应用与展望 正文： 细胞工程是生物工程的一个重要方面。即应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。 简单地说，就是以细胞培养与繁殖为核心技术，来达到获得新性状、新个体、新物质或产品的目的的工程技术。细胞工程与基因工程一起代表着生物技术必威体育精装版的发展前沿，伴随着试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世，以此为基础，又衍生出来不少领域，如组织工程，胚胎工程，染色体工程等，细胞工程在生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。 它具有以下特点：　　 前沿性：现代生物技术的热点 争议性：新技术给伦理道德带来的冲击 　　 综合性：多学科交叉 　　 应用性：工程类课程，重在产品与技术 细胞工程种类 细胞工程所涉及的范围很广，按生物类型可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程；按实验操作对象可分为细胞与组织培养、细胞融合（新的物种或品系、单克隆抗体）、（无性繁殖、克隆动物）,胚胎工程（优良品种、试管婴儿）,干细胞与组织工程（胚胎干细胞、组织干细胞）,转基因生物与生物反应器（转基因动物、转基因植物）等方面；而本文则按照需要改造的遗传物质的不同操作层次，分别介绍染色体工程、染色体组工程、细胞质工程和细胞融合工程等几个方面， 　　 1．1染色体工程 染色体工程是按人们需要来添加或削减一种生物的染色体，或用别的生物的染色体来替换。目前基因工程的操作技术还处于起步阶段。多限于单个或少数基因在大肠杆菌等微生物中的表达。为了改变真核细胞的遗传性和控制高等生物的生命活动，还必须研究和开发染色体工程，建立一种新的技术体系，把所需的基因或染色体片段整合到染色体的任意位置，并能将有关遗传信息在细胞分裂中一代又一代的传递下去。染色体工程技术可分为动物染色体工程和植物染色体工程两种。 1．1．1动物染色体工程 又称染色体转导或染色体介导的基因的转移。主要采用对细胞进行微操作的方法来达到转移基因的目的。目前有两类； 其一，微细胞转移术。用低浓度秋水仙素长时间处理可使细胞微核化，经去核处理后，可得到只含相当于几个乃至一个染色体的微细胞。微细胞被导入完整细胞以后仍显示RNA合成，因而微核编码的基因信息可望在微细胞异核体内表达出来。如小鼠的微细胞可被导入至另一品系的小鼠或仓鼠乃至人的HeLa细胞内。电泳检测显示存在着小鼠基因型的大分子物质，如脂酶D、嘌呤核苷磷酸化酶和肽酶B。已知前两种酶的结构基因定位于小鼠的第14号染色体上。提示小鼠的该号染色体已进入宿主细胞内并行使其功能。 　　 其二，先诱发细胞同步分裂，继用秋水仙素阻抑细胞分裂于中期，再破碎细胞，通过离心收集大量的中期染色体。有人把此法得到的人或仓鼠的中期染色体转移到小鼠细胞内，并探查到有特异的供体基因的功能产物，如胸苷激酶(TK)与次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶(HPRT)。并推测整合到宿主小鼠内携带TK基因的染色体片段约大于 17000个碱基。有人证明通过染色体介导的基因转移，不仅在宿主细胞的分裂过程中能稳定地传给子代，而且还能进行连续转移，如人染色体基因可以转移到小鼠细胞内，然后再使用同样的技术从小鼠细胞转移到中国仓鼠细胞内。这些实验是在染色体水平上进行基因转移的良好开端。 　 1．1．2植物细胞工程 目前主要是利用传统的杂交回交等方法来达到添加、消除或置换染色体的目的，主要局限于在六倍体普通小麦与其他种、属之间。六倍体普通小麦的染色体组型是由野生一粒小麦AA、小斯卑特山羊草BB和汇山羊草DD三种类型的染色体组融合而成，是种能正常繁殖的种间杂种(AABBDD)，因此，很容易容纳其他种、属染色体添加或替代。这个领域的研究目的在于改良作物品种和探究物种起源。 　　 1．1．2．1染色体的消除　 ①单体植物 起初是利用自然发生的单倍体普通小麦制作。现在则用人工诱导花粉或未受精的子房产生的单倍体植株为材料进行。这是因为普通小麦的单倍体植株只有21条染色体，都不是成对的，因此在成熟分裂（见减数分裂）时没有联会的