第一节基因工程及其应用.pptVIP

第1节 基因工程及其应用 一、基因工程——分子水平改变生命 ４.运载体必需满足的条件 ①能够在宿主细胞中自我复制, 或整合到受体细胞的染色体DNA上随染色体DNA的复制而复制,并稳定地保存。 ②有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入载体上去。这些供目的基因插入的限制酶切点所处的位置还必须是运载体本身需要的基因片段之外，这样，才不致于因目的基因的插入而失活；而每种酶的切点最好只有一个，以便与外源基因连接。 ③有标记基因，便于重组后进行重组子的筛选，或检测基因表达载体导入受体细胞是否成功。（鉴定和选择） ④必须是安全的，不会对受体细胞有害，或不能进入受体细胞以外的其他生物细胞中去 ⑤运载体大小应适合，以便于提取和体外操作 一、目的基因的获取 （一）目的基因概念: （二）获取目的基因的方法 1.从基因文库中获得目的基因 供体细胞的DNA中直接分离基因 “鸟枪法”“散弹法” 2.人工合成基因: 基因很小,核苷酸序列已知 ①反转录法 ②化学合成法：根据已知的氨基酸序列合成DNA 3.利用PCR技术扩增目的基因 一、目的基因的获取 （二）获取目的基因的方法 1.从基因文库中获得目的基因 ⑴基因文库的概念 ⑵种类：基因组文库 cDNA文库 ⑶从基因文库中获得目的基因的方法 已知：①基因的核苷酸序列；②基因功能；③基因在染色体上的位置； ④基因转录的产物；⑤基因翻译的产物蛋白质等 鸟枪法 选用适当的限制酶处理某一生物的DNA  cDNA文库的建立方法：反转录法 在某种生物发育的某个时期，即细胞中的核糖体合成多肽的旺盛时期 分离出mRNA 一、目的基因的获取 （二）获取目的基因的方法 1.从基因文库中获得目的基因 2.人工合成基因: 已知核苷酸序列，且基因很小 ①反转录法 ②根据已知的氨基酸序列合成DNA 3.利用PCR技术扩增目的基因 根据已知氨基酸序列合成DNA 分析基因的核苷酸序列 一、目的基因的获取 （二）获取目的基因的方法 1.从基因文库中获得目的基因 2.人工合成基因: 3.利用PCR技术扩增目的基因 ⑴ PCR技术:一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 ⑵条件:已知核苷酸序列,合成引物;热稳定DNA聚合酶 ⑶过程: ①目的基因DNA受热变性，解链为单链；９０～９５ ②引物与单链相应互补序列结合；５５～６０ ③在DNA聚合酶的作用下进行延伸，进行复制；７０～７５ ④如此重复循环多次 ⑷方式：以指数形式扩增，在PCR扩增仪中自动完成 二、基因表达载体的构建 质粒基因的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端 质粒 三、将目的基因导入受体细胞 受体细胞 大肠杆菌 枯草杆菌 土壤农杆菌 酵母菌 动植物细胞 (四) 目的基因的检测和表达 　　大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。 无表达产物 无表达产物 有表达产物 无表达产物 大肠杆菌质粒含青霉素抗性基因 受体细胞必须表现出特定的性状 不能，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。 受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了表达吗？ 若不能表达，要对抗虫基因再进行修饰。 1、基因工程与农牧业、食品工业 生长快、肉质好的转基因鱼(中国) 乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基因的番茄 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基因的番茄 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 不会引起过敏的转基因大豆 导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 超级动物 特殊动物 2、基因工程与医药卫生 我国生产的部分基因工程疫苗和药物 ⑴ 基因工程药品的生产 　　许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 　　微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 　　胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 　　将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%! 　　从人血中提取干扰素，300L血才提取1mg！ 　　通过基因工程的方式创造了能合成人干扰素的大肠杆菌，每1Kg的培养液可提取20—40mg干扰素 人造血液及其生产 ⑵ 基因诊断与基因治疗 　　运用基因工程设计制造的“DNA探针”检