单元三遗传物质分子基础.ppt

质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中染色体以外的脱氧核糖核酸(DNA)分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体以外的DNA分子。在基因工程中质粒常被用做基因的载体。 1.黏性末端的连接。用同一种限制性内切酶或者用能够产生相同黏性末端的两种限制性内切酶分别消化外源DNA分子和载体，所形成的DNA末端彼此互补，用DNA连接酶共价连接起来，形成重组体DNA分子。 2.平齐末端的连接。可先生成黏性末端，在带平头末端的DNA片段的3′-末端加上多聚核苷酸的尾巴，在载体上加上互补的尾巴，然后用DNA连接酶连接。 (四) 重组体的转化 (五)克隆子的鉴定 (六) 目的基因的表达 二、基因工程的应用： 目前，基因工程研究发展迅速，已取得一系列重大突破。基因工程技术已广泛用于工业、农业、畜牧业、医学、法学等领域，为人类创造了巨大的财富。 具有生长激素的转基因鼠 转基因的方法和技术 ： ㈠ 基因工程工业： 最早应用基因工程生产人的蛋白质的方法是在细菌中表达人的胰岛素(1982)。 胰岛素是一种控制糖代谢的蛋白质激素。不能产生胰岛素的患者会有糖尿病，患者必须每天注射胰岛素。 现已在细菌中生产10多种医药产品，如表皮生长因子、人生长激素因子、干扰素、乙型肝类工程疫苗等。 有些真核细胞的蛋白质需要糖基化等修饰加工以后才具有活性，而细菌细胞缺少真核细胞的这些修饰系统?真核生物细胞更适合于表达真核生物蛋白质基因。 目前，酵母菌、植物悬浮细胞、植株和动物培养细胞成功地均应用于表达外源蛋白。 基因工程应用大肠杆菌生产人类生长激素 ㈡ 植物基因工程： 植物基因转化是指将外源基因转移到植物细胞内、并整合到植物基因组中稳定遗传和表达的过程。 许多植物基因已经被分离、克隆。植物基因转化技术也得到不断发展和完善。应用最多的为农杆菌转化法和基因枪转化法。 抗虫稻 对照 根癌农杆菌转化技术： 根癌农杆菌介导的植物转化是应用得最早而广泛的植物转化方法（双子叶植物、单子叶植物）。 过程：将目的基因与启动子（花椰菜病毒35S）及终止子组成嵌合DNA分子?插入到Ti衍生质粒RB与LB内构成重组质粒? 再转化到农杆菌细胞? 将重组农杆菌去感染植物细胞? 使质粒的部分DNA包括目的基因，整合到植物染色体，实现遗传转化。 利用从抗草甘磷(glyphosate) E. coli中分离克隆的EPSP合成酶基因，已培育出高抗除草剂转基因植物。 2. 基因枪转化技术： 基因枪介导的植物转化是通过高压气体为动力，高速发射包裹有重组DNA的金属颗粒?将目的基因直接导入植物细胞，并整合到染色体上的方法。 转化的载体多数是以pUC系列质粒为基础构建的。它们通常具有细菌复制原点及抗性选择标记，具有可在植物中表达的启动子终止子及调控序列，以及植物抗性选择标记(如除草剂、潮霉素等抗性)。 几种基因枪类型的共同特点：是用一种动力系统将金属微粒和包被DNA导入受体细胞或组织进行转化。 位于高压气体桶底部 的爆破片； 2.载有重组DNA和金属微 粒的大载体； 3.阻挡板； 4.包裹有重组DNA的金 属微粒； 5.被轰击样品。 ㈢ 转基因动物: 与转基因植物相比，转基因动物的发展要慢些。 转基因动物：目的基因+载体?重组DNA?微量注射法将重组DNA导入受体合子细胞核中?遗传转化。 如：利用转基因羊，大量表达人类的抗胰蛋白酶。 可分泌人类生长因子Ⅸ 的转基因羊“Polly” (下图)。 (Wilmut等，Nature 385, 1997) 受精卵细胞注射法 转基因牛：受精卵注射法 人类生长激素转基因猪 同胞鼠对照 转移有人类生长激素转基因鼠 ㈣ 遗传疾病诊断： 利用重组DNA技术进行遗传疾病诊断，是直接从DNA即基因水平进行诊断?准确度高，速度快。 如：镰刀性贫血病的诊断 进行产前诊断，分析胎儿是否有遗传疾病。 ㈤ 基因治疗： 利用基因工程技术，将特异基因导入并整合到有遗传缺陷患者的基因组中?治疗遗传疾病，通常叫做基因治疗(gene therapy)。 方法：利用减毒的病毒DNA作载体(retro virus DNA)?构建重组DNA分子?用病毒包装物包装后形成的减毒病毒感染患者的细胞?将正常基因整合到染色体上。 例如，用漠洛尼氏鼠白血病病毒(MLV)改造而成的retro virus载体，已用于治疗严重综合免疫缺陷(SCID)。 SCID是由于腺苷脱氢酶基因(adenosine deaminase，ADA)突变引起的，患者无任何免疫功能。 方法：将ADA基因导入到ML