《基因工程专题》课件.pptVIP

**********************基因工程专题什么是基因工程？改变生物基因工程是指利用生物技术对生物的遗传物质进行改造，从而改变生物的性状。基因操作它涉及将外源基因导入生物体内，或对生物体内的基因进行修饰或删除。应用广泛基因工程技术在农业、医药、工业等领域拥有广泛的应用，为人类社会带来巨大益处。基因工程的发展历史1早期探索20世纪50年代，DNA双螺旋结构的发现奠定了基因工程的基础。2基因重组技术诞生1973年，斯坦利·科恩和赫伯特·博耶首次成功实现了基因重组。3基因工程应用扩展20世纪80年代，基因工程开始应用于农业、医药和工业等领域。4基因编辑技术的兴起21世纪，基因编辑技术的出现，为基因工程发展带来了新的突破。基因工程的基本原理基因的重组利用限制性内切酶将目的基因从供体DNA中切下，再利用连接酶将其连接到载体DNA上，形成重组DNA分子。载体的选择选择合适的载体将重组DNA分子导入宿主细胞，常见的载体包括质粒、病毒和噬菌体等。宿主细胞的转化将重组DNA分子导入宿主细胞，并使宿主细胞表达目的基因，最终获得具有特定性状的生物体或产品。DNA复制和转录过程DNA复制DNA复制是一个复杂的过程，涉及到将DNA分子精确地复制成两个相同的副本。转录转录是将DNA序列信息转录为RNA的过程，它是基因表达的第一步。翻译翻译是将RNA序列信息翻译为蛋白质的过程，它是基因表达的最后一步。限制性内切酶的作用切割DNA识别并切割特定DNA序列，产生粘性末端或平末端。基因克隆将目标基因与载体连接，构建重组DNA分子。DNA指纹图谱通过酶切位点分析，区分不同个体的DNA。质粒的结构和功能质粒是细菌染色体以外的独立遗传因子，由环状的双链DNA构成。它们拥有自身复制的能力，可以自主地在细菌细胞内复制。质粒通常携带有特殊的基因，这些基因可以赋予细菌一些特殊的性质，例如抗生素抗性或对某些环境的适应能力。在基因工程中，质粒被广泛用作载体，将外源基因导入宿主细胞。基因克隆的过程1目的基因的获取从生物体中提取目标基因，如通过逆转录法将mRNA转录成cDNA，或直接从基因组DNA中提取目标基因。2载体的选择根据基因的性质和实验目的选择合适的载体，如质粒、病毒载体、噬菌体载体等，用于将目的基因导入宿主细胞。3目的基因与载体连接利用限制性内切酶切割目的基因和载体，并将它们连接在一起，形成重组DNA分子。4重组DNA导入宿主细胞将重组DNA分子导入宿主细胞，如细菌、酵母菌等，使之能够复制和表达目的基因。5重组体筛选筛选含有目的基因的重组体，并进行进一步的验证和研究。重组DNA技术的步骤1构建重组DNA分子将目的基因插入载体，形成重组DNA分子2将重组DNA导入宿主细胞利用各种方法将重组DNA分子导入宿主细胞3筛选和鉴定转基因宿主细胞筛选出成功导入重组DNA的宿主细胞，并对其进行鉴定4表达目的基因宿主细胞中表达目的基因，产生相应的蛋白质宿主细胞的选择安全宿主细胞应安全，不会对环境或人类造成危害。稳定宿主细胞应稳定，能够在培养条件下长期保持活性，并能稳定地表达外源基因。效率宿主细胞应能高效地表达外源基因，并能产生成果。基因工程中的载体质粒质粒是细菌染色体以外的环状DNA分子，可以自我复制。科学家可以将外源基因插入质粒，然后将重组质粒导入宿主细胞，从而实现基因克隆和表达。病毒载体病毒载体利用病毒的特性，将外源基因包装到病毒颗粒中，然后感染宿主细胞，从而实现基因的传递和表达。人工染色体人工染色体是人工合成的染色体，可以容纳更大的外源基因片段。它们在基因治疗和基因组研究中具有重要的应用价值。重组DNA的鉴定方法抗体检测法使用针对目的基因产物的抗体进行检测，可以识别重组DNA是否表达了目标蛋白。核酸杂交法利用标记的探针与重组DNA进行杂交，通过杂交信号判断目的基因是否插入了载体。PCR技术使用与目的基因特异性匹配的引物进行PCR扩增，通过扩增产物的存在和大小来判断重组DNA是否成功。基因工程产品的应用领域农业转基因作物，抗虫抗病，提高产量医药药物生产，基因治疗，诊断试剂工业生物材料，生物能源，环境修复农业中的基因工程应用1作物改良提高产量、抗病虫害、耐除草剂、改善营养成分等2牲畜改良提高生长速度、增加产奶量、增强抗病性等3生物农药利用基因工程技术生产生物农药，减少化学农药的使用医药中的基因工程应用药物生产基因工程可以用于生产新的药物，例如胰岛素、干扰素和生长激素等。基因治疗利用基因工程技术可以治疗一些遗