生物工艺001绪论.ppt

基因工程及应用 张 雯 Tel E-mail：zwen102@163.com 第一章 绪论 第一节 基因工程概述 一、基因工程的概念 2.狭义（重组DNA技术） 3.基因工程的理论依据 不同基因具有相同的物质基础 基因是可以切割的 基因是可以转移的 多肽与基因之间存在对应关系 遗传密码是通用的 基因通过复制把遗传信息传给下代 4.基因工程的发展基础 遗传物质基础的证明 DNA结构、功能的阐明 遗传信息流向和表达机制的阐明 限制酶与连接酶等工具酶的发现 质粒等基因克隆载体的发现 细胞转化方法的建立 核酸和蛋白质序列分析技术的发明 三、基因工程最突出的特点 能够按照意愿事先设计、控制 跨越天然屏障，远缘杂交：原核生物与真核生物 动物与植物之间 人与其他生物之间 四、基因工程的应用 1.医药行业 （1）基因工程药物生产 重组人胰岛素（Recombinant Human Insulin） 原始生产方法：从猪胰脏中提取40～50mg/kg胰脏 现代生产方法：重组E·Coli发酵生产50mg/L发酵液 重组人生长素（Recombinant Human Growth Hormone ） 原始生产方法：从处极刑犯人脑垂体中提取 现代生产方法：重组枯草芽孢杆菌发酵生产1.5g/L发酵液 基因工程乙肝疫苗 原始生产方法：从乙肝表面抗原慢性携带者血液中分离HBsAg 现代生产方法：重组酵母发酵生产 （2）基因治疗 基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。 （3）基因诊断 通过从患者体内 提取样本用基因检测 方法来判断患者是否 有基因异常或携带病 原微生物 2.发酵行业 菌种改良：去除菌种不良特性 调节代谢 3.农业 3.环境 教材：《基因工程》 参考书： 朱玉贤，李毅.现代分子生物学.高等教育出版社，2002 杨崎生.分子生物学.浙江大学出版社，2003 吴乃虎.基因工程原理.科学出版社，1998 吴梧桐.基因工程药物.人民卫生出版社，1996 第二节 基础知识概述 一、DNA/RNA的结构 DNA: deoxyribon nucleic acid(脱氧核苷酸) RNA: ribon nucleic acid(核苷酸) 核苷酸：核苷/脱氧核苷的羟基磷酸化后形成的磷酸酯 核苷酸链/脱氧核苷酸链：核苷酸/脱氧核苷酸的3’-羟基和相邻核苷酸/脱氧核苷酸的5‘-磷酸基以磷酸二酯键相连形成的链状结构 DNA链 一级结构： 二级结构： 高级结构：DNA双螺旋进一步扭曲盘绕形成的特定空间结构（超螺旋结构） RNA链 单核苷酸链扭曲缠绕所形成的一定空间结构 二、DNA的半保留复制 以亲代DNA分子为模板合成子代DNA链的过程 三、DNA的性质 一理化性质 两性电解质 DNA变性：双螺旋区氢键断裂，空间结构被破坏，形成单链的过程 熔解温度（Tm） DNA的复性（退火）： 四、DNA的凝胶电泳检测 基本原理 影响DNA泳动速率的因素 检测 本章学习要求 理解基因工程的概念 了解基因工程的基本步骤 了解基因工程在各个行业的应用情况 掌握DNA/RNA的结构 掌握DNA的基本性质及检测方法 DNA纯化：用乙醇沉淀纯化DNA 纯度检测 含量检测 二紫外吸收特性 吸收范围：260~290nm，λmax=260nm 三变性与复性 溶解性：微溶于水，不溶于有机溶剂 DNA的凝胶电泳检测 三变性与复性 物理方法：加热 化学方法：尿素、碱 注意DNA变性及DNA降解的区别 DNA分子在温度逐渐升高时，紫外吸收随之增大，当紫外吸收值增大到最大值一半时所对应的温度 Tm T A260nm (1/2)A260nm Am 复性时，为了保证双链的正确互补，复性温度不宜过低，一般为（Tm-5）℃ 变性核酸的互补链在适当条件下重新缔合成双螺旋结构的过程 电泳:当一种带电荷分子被放置在电场当中时，会以一定速度移向适当电极，其迁移速度与电场强度和电泳分子所带静电荷数成正比 DNA电泳:核酸分子的磷酸集团呈离子化，带有负 电荷 支持介质： 琼脂糖 聚丙烯酰胺 摩擦系数: 无反应活性 不带电荷 具有一定孔隙度 孔隙度 分子大