分子医学的社会-生物探索.ppt

玫瑰的栽培历史可以追溯到5000年前，但通过色素呈现出蓝色的玫瑰却从来没有过。从蓝色三叶草中提取制造蓝色色素的基因，然后注入到玫瑰中，并成功地让翠雀花素单独显色。　　 目的基因 基因载体 重组体 分 切 接 转 筛 总体技术路线 分: 切: 限制性内切酶 “分子手术刀 ” 限制性 酶活性 缓冲液 甲基化 底物性状 “分子剪刀”的发现者 接: DNA 连接酶 “分子针线” 转: 筛: 基因载体 宿主细胞 克隆位点 ? 分子医学与传统医学最根本的区别在于前者可在基因水平上对疾病进行操作。对遗传物质的操作可能引发的后果一开始就是科学界和公众关注的问题。早在70年代初，基因重组技术刚开始出现的时候，以美国著名分子生物学家伯格（Berg）为首的11名科学家共同呼吁禁止开展基因工程的研究，并得到了美国国立卫生研究院的赞同。 ? 分子医学的社会、伦理问题 科学家们对自己的研究工作可能产生的严重后果公开唤起公众的注意，这在科学史上还是第一次，说明科学家对遗传物质的操作所取的态度是极其谨慎的。 在那以后，利用基因工程技术在大肠杆茵中生产预定的蛋白质分子被证明是无害可行的，因而在80年代以来得到了迅速的发展，但将基因操作直接应用于人类疾病的治疗则与一般的基因工程不可同日而语。 分子医学常用技术 基因获取 基因检测 基因重组 基因表达 基因标记 基因探测 基因转移 基因信息 获取目标基因常常是基因操作的首要步骤。常规方法有PCR法，基因文库或cDNA文库法以及化学合成法。应根据具体的研究目的和实验条件选用合适的方法。 化学合成法 较短的基因（60-80bp） 用途：PCR引物 测序引物 定点突变 核酸杂交探针 基因文库 限制性内切酶 …… 克隆、转化、培养、鉴定 基因组DNA 基因文库 引物 引物 3’ 5’ 5’ 5’ PCR技术 基因组 引物设计： （1) 序列应位于高度保守区，与非扩增区无同源序列。 （2）引物长度以15-40 bp为宜。 （3）碱基尽可能随机分布。 （4）引物内部避免形成二级结构。 （5）两引物间避免有互补序列。 （6）引物3’端为关键碱基；5’端无严格限制 PCR技术的基本过程 模板DNA dNTP 引物 Buffer 预变性 模板DNA dNTP 引物 Buffer TaqDNA聚合酶 循环仪 94oC5’ 94℃ 55 ℃ 72 ℃ 加样孔 电泳图谱 PCR PT-PCR DNA Marker 对一个基因或一段DNA片段进行检测鉴定是分子医学技术中最常用到的手段。包括电泳检测、序列分析、分光光度分析等方法。 DNA分子的电泳检测 电泳条带 加样孔 凝胶浓度与DNA片段大小 电压、电流与分辨率 电泳缓冲液、上样缓冲液 电泳的时间与环境温度 凝胶板的制备 法国VL凝胶成像系统 核酸定量和纯度分析 共轭双键：对260nm波长紫外光有较强吸收。 消光系数 波长 220 240 260 280 300 BECKMAN DU 800 核酸蛋白检测仪 DNA序列检测 基因重组技术作为分子医学中最重要、最基本的技术之一，是许多分子医学实验实施的基础，在基因诊断、治疗和预防中具有举足轻重的意义。 现代基因工程的创始人P·伯格（美国,1926－）在1960年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的遗传基因引入动物体内，以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？1972年，伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后，再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来，于是产生了一种新的重组DNA分子，首次实现两种不同生物的DNA体外连接，获得了第一批重组DNA分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。 1973年，美国斯坦福大学教授S·科恩和加州大学旧金山分校教授H·W·博耶将两个不同的质粒（一个是抗四环素质粒，另一个是抗链霉素质粒）拼接在一起，组成嵌合质粒，并将其导入大肠杆菌，当该重组质粒进入大肠杆菌体内后，这些大肠杆菌能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具有双重抗药性。这表明“杂合质粒”在大肠杆菌的细胞分裂时也能自我复制。 科恩随后以DNA重组技术发明人的身份向美国专利局申报了世界上第一个基因工程的技术专利。这标志着自然界不同物种间在亿万年中形成的天然屏障被打破了，人类可以根据自己的