10、基因重组与基因工程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,10、基因重组与基因工程,自然界生物的基因重组,DNA重组技术,基因工程,10.1自然,界,界生物的基因,重,重组,（一）同源重,组,组,（二）,非同源重组,转座子与跳跃,基,基因,10.2DNA重组技,术,术,（一）DNA,分,分子的加工与,工,工具酶,限制性内切酶,与,与连接酶,分子剪刀和分,子,子针线,（二）、DNA片断的分离,和,和检测,1、凝胶电泳,技,技术,2、核酸杂交,技,技术,荧光原位杂交,显,显示端粒,DNA的变性,与,与复性,3、基因图谱,和,和DNA序列,分,分析,（1）限制性,作,作图与RFLP,限制酶A、B,限制酶A,限制酶B,2kb,3kb,5kb,2kb,8kb,3kb,7kb,A,B,2kb,5kb,3kb,基因图（DNA测序仪显示,的,的碱基排列顺,序,序),（2）DNA,序,序列分析,已完成测序工,作,作的生物,面包酵母,蛔虫,果蝇,芥菜,1988年，,美,美国国家卫生,院,院和能源部,迄今为止在生,命,命科学领域最,宏,宏大的研究计,划,划人类基因,组,组计划,主要内容是完,成,成人体23对,染,染色体的全部,基,基因的遗传作,图,图和物理作图,，,，完成23对,染,染色体上30,亿,亿个碱基的序,列,列测定,以美国为主、,包,包括英国、法,国,国、日本和中,国,国多国科学家,参,参加的国际合,作,作计划,9.7 人类,基,基因组计划,人类基因组计,划,划主要应用了4方面相互配,合,合与补充的研,究,究方法和技术,：,：,1. 用RFLP等标记出,包,包含大约1Mb的超大片,段,段进行定位作,图,图,2. 用RFLP把超大片,段,段分割成10,多,多个包含100 kb的大,片,片段，做出它,们,们的物理图,3. 用酵母,人,人工染色体(YACs）或,其,其他载体构建,包,包含其中小片,段,段的一系列重,叠,叠的克隆，约0.51.0 Mb,4. 对小片,段,段逐个进行测,序,序，进而实现,对,对整个染色体,的,的测序和作图,1992年，,酵,酵母3号染色,体,体DNA的全,部,部315 357个碱基序,列,列的测定，这,是,是人类完成的,第,第一条真核生,物,物染色体DNA的全序列。,1995年，,科,科学家们获得,了,了人类第3、,第,第16和第22号染色体的,高,高密度物理图,。,。,1996年，,科,科学家们完成,酵,酵母其他15,条,条染色体的碱,基,基序列测定。,1997年，,大,大肠杆菌基因,组,组序列测定宣,告,告完成。,1999年12月1日，科,学,学家们宣布，,人,人类第22号,染,染色体，含3.3410,7,个碱基序列的,测,测定已经全部,完,完成，这是人,类,类完成的第一,条,条人类自身染,色,色体的全序列,测,测定。,2000年6,月,月26日，人,类,类基因组工作,框,框架图完成，,标,标志着功能基,因,因组时代的到,来,来。,科学家们对人,类,类基因组的性,质,质和作用的认,识,识在不断地深,化,化。,未来：健康领,域,域、基础科学,研,研究领域,（三）DNA,序,序列的复制,（一）DNA,克,克隆技术,2、PCR技,术,术,10.3,基,基因工程,（一）基因工,程,程的基本原理,和,和方法,基因工程的实,现,现主要分为三,个,个步骤：,第一步：目的,基,基因的分离或,制,制备：人工分,离,离生物基因组,群,群中目的基因,及,及内切酶定位,切,切割或人工酶,促,促合成,第二步：重组DNA：选择,载,载体及目的基,因,因与载体基因,重,重组,第三步：导入,与,与表达：重组DNA导入受,体,体细胞，目的,基,基因表达出目,的,的效应和性状,实现以上三步,需,需要进行以下,工,工作：,1) 寻找目,标,标基因,2) 取得目,标,标基因,3) 基因的,载,载体问题：现,主,主要有质粒载,体,体、病毒载体,、,、脂质载体、,原,原生质载体,（2）,转基因生物的,生,生产,转基因小鼠：,导,导入人类基因,，,，,具有较强的学,习,习能力。在迷,宫,宫实验中，转,基,基因鼠觅食本,领,领比普通鼠要,高,高许多，同时,对,对迷宫中食物,存,存放地点记忆,更,更清楚。,（二）,基因工程的应,用,用,1、特殊蛋白,质,质的大量生产,乳汁中分泌人,凝,凝血因子IX,的,的转基因山羊,美国转基因猪,，,，其体内含有,人,人类的基因，,乳,乳汁含有人体,蛋,蛋白fator。只需300600,只,只这样的母猪,就,就能满足全世,界,界对这种蛋白,的,的需求。,人胰岛素,从猪和牛的胰,脏,脏提取，获得100g胰岛,素,素需8001000kg,的,的牛胰脏。现,在,在用基因工程,方,方法在大肠杆,菌,菌中表达产生,。,。,人生长激素,具有物种特异,性,性，只能用人,的,的生长激素来,治,治疗侏儒症。,以,以前从尸体脑,垂,垂体中提取，,来,来源非常有限,，,，现在用基因,工,工程方法在大,肠,肠杆菌中表达,产,产生。,干扰素,体外培养人体,细,细胞来生产，,产,产量低，成本,高,高，现用重组,大,大肠杆菌生产,。,。,不易腐烂的番,茄,茄,2、动物植物,的,的遗传改良,抗虫植物,化,化学农药,兔毛棉花在我,国,国培育成功：,用,用兔的一种角,蛋,蛋白转化棉花,，,，棉花纤维质,量,量好，具有兔,毛,毛般的光泽。,3、人类基因,治,治疗,（1）体细胞,基,基因治疗,1990,年,9,月,14,日美国政府首,次,次批准了一项,基,基因治疗临床,研,研究计划：对,一,一台患有腺苷,脱,脱氨酶（,ADA,）缺陷的重度,联,联合免疫缺陷,症,症（,SCID,）,4,岁女童进行基,因,因治疗并获得,成,成功。该患者,今,今年已经,10,岁了。从而开,创,创了医学界的,新,新纪元。,（2）种系基,因,因治疗：将外,源,源基因导入性,细,细胞、受精卵,、,、早期胚细胞, 转基,因,因人,3、转基因生,物,物的安全问题,（1）转基因,生,生物的环境风,险,险,（2）转基因,生,生物的安全和,伦,伦理问题,其它：基因资,源,源、基因武器,复习题,1、解释：同,源,源重组 限,制,制性内切酶,基因克隆,基,基因工程,2、问答题：,（1）限制酶,和,和连接酶是常,用,用的工具酶，,它,它们在加工DNA分子时分,别,别起什么作用,？,？,（2）基因工,程,程的基本步骤,（3）试举例,说,说明转基因植,物,物、动物和微,生,生物分别由哪,些,些应用价值?,演讲完毕，谢,谢,谢观看！,