《基因工程讲》课件.pptVIP

**********************基因工程讲什么是基因工程?基因操纵基因工程是指对生物体的基因进行人工改造，以获得具有特定性状的生物或产品。重组DNA技术基因工程的核心技术是重组DNA技术，它利用酶和载体将外源基因插入宿主细胞的基因组中。广泛应用基因工程已广泛应用于农业、医药、工业等领域，为人类社会带来了巨大益处。基因工程的历史发展1基因编辑时代CRISPR-Cas9等技术，精准修改基因2基因克隆时代重组DNA技术，复制和改造基因3早期探索阶段DNA双螺旋结构发现，奠定理论基础DNA和基因的基本知识DNA结构DNA是一种双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，它们通过氢键连接在一起，形成一个螺旋状结构。基因基因是DNA分子上的一个片段，它包含了遗传信息的编码，决定了生物体的性状。染色体染色体是由DNA和蛋白质组成的，它包含了生物体的全部基因信息。重组DNA技术的基本原理切割使用限制性内切酶切割DNA分子，产生具有特定粘性末端的片段。连接使用DNA连接酶将切割后的DNA片段连接在一起，形成重组DNA分子。转染将重组DNA分子导入宿主细胞，例如细菌或酵母菌。表达宿主细胞表达插入的基因，产生目标蛋白质或其他产物。常用的基因工程方法重组DNA技术将目的基因插入载体，构建重组DNA分子，并导入宿主细胞，使目的基因在宿主细胞中表达。基因敲除技术通过基因工程手段，特异性地破坏或删除目标基因，研究基因功能。克隆技术通过无性繁殖的方式获得遗传物质完全相同的个体，用于生物学研究、生物制药等领域。限制性内切酶和连接酶1限制性内切酶识别并切割特定DNA序列的酶类。它们在基因工程中用于切割DNA片段，使之可用于克隆或其他基因操作。2连接酶连接酶可以催化两个DNA片段之间的连接，形成新的重组DNA分子。3应用限制性内切酶和连接酶共同作用，使研究人员能够构建重组DNA分子，并将其引入宿主细胞中进行表达。质粒和噬菌体载体质粒质粒是细菌细胞中存在的小型环状DNA分子，可以独立于细菌染色体复制。噬菌体噬菌体是感染细菌的病毒，其基因组可以整合到细菌染色体中。载体质粒和噬菌体可以作为载体，将外源基因导入宿主细胞。基因文库的构建基因文库的定义基因文库是指从某一生物的基因组中，分离出来的所有基因或DNA片段的集合，它们通常被克隆到载体中，并保存在细菌或噬菌体中。基因文库的类型基因文库主要分为两种类型：基因组文库和cDNA文库。基因文库的构建步骤基因文库的构建通常涉及以下步骤：提取基因组DNA，将其切割成片段，连接到载体上，转化到宿主细胞中。基因文库的应用基因文库在基因克隆、基因测序、基因表达分析等领域有着广泛的应用。PCR技术在基因工程中的应用基因扩增PCR技术可用于扩增目标基因，为基因克隆、基因诊断、基因治疗等提供大量的DNA模板。基因定点突变PCR技术可通过引入突变引物，实现对基因的特定序列进行突变，用于研究基因功能，或构建具有特定功能的基因。基因诊断PCR技术可用于检测特定基因的存在或缺失，用于诊断遗传性疾病，或进行病原体检测。克隆技术的原理和方法1概念复制一个生物体或细胞，以产生遗传上相同的个体2原理利用生物体细胞中的遗传物质进行复制3方法核移植技术、胚胎分割技术等基因表达的调控机制转录调控基因转录成mRNA的过程，受到多种因素的调控，例如启动子的活性、转录因子的结合等。翻译调控mRNA翻译成蛋白质的过程，也受到多种因素的调控，例如核糖体结合位点的结构、翻译因子的活性等。蛋白质降解蛋白质的降解速率也影响着基因表达的水平，例如泛素-蛋白酶体系统等。转基因生物的制造1基因克隆将目的基因从供体生物体中分离出来并进行克隆。2载体构建将克隆的基因插入到能够在宿主细胞中复制和表达的载体中。3转化或转染将重组载体导入宿主细胞，例如细菌、植物或动物细胞。4筛选和鉴定筛选出成功转化的宿主细胞，并鉴定转基因生物体是否具有预期性状。转基因生物的应用前景农业提高作物产量、改善营养价值、抗虫抗病，提高农业效益。医药生产药物、疫苗、诊断试剂等，提高医疗水平。环境保护用于环境污染的治理、废物处理等，改善环境质量。转基因生物的潜在风险1环境风险基因逃逸可能导致新的物种入侵，破坏生态平衡。2健康风险转基因食品可能对人体健康产生未知的影响。3社会风险转基因技术引发伦理和社会争议，如生物武器的潜在威胁。伦理伦理和法律问题隐私和自主权基因信息包含个人敏感信息，如何保护个人的隐私和自主权是一个重要的伦理