《基因工程简介》课件.ppt

1、一一.基因工程的基本内容基因工程的基本内容（一）基因工程概念（一）基因工程概念（基因拼接技术或（基因拼接技术或DNADNA重组重组技术）技术）1.1.概念：概念：2.2.基本过程：基本过程：是是在在生物体外生物体外，通过对，通过对DNADNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造，对生物的基因进行改造，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。物。目目的的技术水平技术水平剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达（二）基因工程的工具（二）基

2、因工程的工具（1 1）基因的剪刀）基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶一种酶识别并切割一种一种酶识别并切割一种特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列G A A T T CC T T A A GGC T T A AA A T T CG黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端问题问题1.1.该限制酶识别的核苷酸序列为：该限制酶识别的核苷酸序列为：该限制酶识别的切点是：该限制酶识别的切点是：该限制酶剪切的化学键是：该限制酶剪切的化学键是：GAATTCGAATTCGAGA磷酸二酯键磷酸二酯键限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶（2 2）基因的针线）基因的针线DNADNA连接酶连接酶使两条使两条DNA黏性末

3、端连接起来黏性末端连接起来G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GDNA连接酶问题问题2.DNA2.DNA连接酶连接的对象是：连接酶连接的对象是：磷酸二酯键磷酸二酯键GC T T A AA A T T CG黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞（3 3）基因的运输工具）基因的运输工具运载体运载体作用：作用：运载体具备的条件：运载体具备的条件：常用的运载体：常用的运载体：质粒质粒抗生素抗性基因抗生素抗性基因大型环状大型环状DNA将目的基因送入受体细胞。将目的基因送入受体细胞。.能在宿主细胞中复制并稳定地保存。能在宿主细胞中复制并稳

4、定地保存。.具有多个酶切点以便与外源基因连接。具有多个酶切点以便与外源基因连接。.具有某些标记基因，便于进行筛选。具有某些标记基因，便于进行筛选。质粒、噬菌体和动植物病毒质粒、噬菌体和动植物病毒控制质粒控制质粒DNADNA转转移的基因移的基因（三）基因操作的基本步骤（三）基因操作的基本步骤1.1.提取目的基因提取目的基因（1 1）主要途径：）主要途径：直接分离基因工直接分离基因工“鸟枪法鸟枪法”供体细胞中供体细胞中DNADNA导入受体细胞扩增导入受体细胞扩增含目的基因的受体细胞含目的基因的受体细胞分离目的基因分离目的基因限制内切酶限制内切酶若干个若干个DNADNA片段片段运载体整合运载体整合寻

5、找寻找优点：缺点：优点：缺点：操作简便操作简便工作量大、具盲目性工作量大、具盲目性说明：因为真核基因含有内含子，一般不用此法。说明：因为真核基因含有内含子，一般不用此法。（2 2）人工合成基因）人工合成基因 mRNAmRNA单链单链DNADNA目的基因双链目的基因双链DNADNA蛋白质中氨基酸排序蛋白质中氨基酸排序mRNAmRNA单链单链DNADNA目的基因双链目的基因双链DNADNA逆转录逆转录推导推导逆转录逆转录说明：一般真核目的基因的提取用于此方法，也说明：一般真核目的基因的提取用于此方法，也可用于原核目的基因提取可用于原核目的基因提取问题问题3.3.合成的基因相当于真核基因中的什么？合

6、成的基因相当于真核基因中的什么？编码区的外显子中碱基序列编码区的外显子中碱基序列2.2.目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合带目的基带目的基因的因的DNADNA质粒与目的基因质粒与目的基因黏性末端相同黏性末端相同带目的基因的重组质粒带目的基因的重组质粒DNA连接酶连接酶质粒质粒相同限制酶切割相同限制酶切割DVADVA重组重组3.3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞（1 1）常用的受体细胞）常用的受体细胞（2 2）常用的方法）常用的方法细菌（大肠杆菌、枯草杆菌）、真菌（酵母菌）细菌（大肠杆菌、枯草杆菌）、真菌（酵母菌）和动植物细胞等和动植物细胞等显微注射显微注射用质粒、细菌或病毒

7、侵染（需先用用质粒、细菌或病毒侵染（需先用CaClCaCl2 2处理细胞壁）处理细胞壁）增加细胞壁的透性与细胞膜无关增加细胞壁的透性与细胞膜无关问题问题.为何常用微生物为受体细胞？为何常用微生物为受体细胞？繁殖速度快繁殖速度快，在很短时间内能够获得大量的目的，在很短时间内能够获得大量的目的基因从而得到更多的目的基因的产物。基因从而得到更多的目的基因的产物。4.4.目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达（1 1）目的基因检测？）目的基因检测？（2 2）目的基因表达？）目的基因表达？看标记基因是否表达（如抗药性基因是否表达即看标记基因是否表达（如抗药性基因是否表达即看有无抗药性）检测受体细胞是否

8、获得目的基因。看有无抗药性）检测受体细胞是否获得目的基因。看目的基因是否表达出相应性状（如棉花有否看目的基因是否表达出相应性状（如棉花有否抗虫性即害虫吃了能否存活）。抗虫性即害虫吃了能否存活）。问题问题4.4.在受体细胞中检测到目的基因能说明转在受体细胞中检测到目的基因能说明转基因成功吗？基因成功吗？不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因表达。表达。基因工程的成果与发展前景基因工程的成果与发展前景一一.基因工程与医药卫生基因工程与医药卫生1.1.生产基因工程药品生产基因工程药品（1 1）传统的某些药品（如动物激素）传统的某些药品（如动物激素）生产：生产

9、：控制控制某种某种物质物质合成合成基因基因转转基基因因工工程程菌菌基因基因工程工程药品药品基因基因表达表达产物产物基因工程基因工程发发酵酵分离提取分离提取从动物组织中提取，生产量小，价格昂贵。从动物组织中提取，生产量小，价格昂贵。发酵罐发酵罐（2 2）基因工程方法生产药品的方法：）基因工程方法生产药品的方法：（3 3）基因工程生产的药品）基因工程生产的药品重组人生长激素重组人生长激素重组人白细胞介素重组人白细胞介素 重组重组人干扰素人干扰素 重组人胰岛素重组人胰岛素再如：疫苗（乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤再如：疫苗（乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、疟疾等）寒、疟疾等）2.2.用于基因诊断与

10、基因治疗用于基因诊断与基因治疗（1 1）基因诊断：）基因诊断：概念：概念：实例：实例：（2 2）基因治疗：）基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，来把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，来代替代替缺陷基因表达达到治疗疾病的目的。缺陷基因表达达到治疗疾病的目的。是用放射性同位素、荧光分子等标记的是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNADNA分子做探针，利用分子做探针，利用DNADNA分子杂交原理分子杂交原理，鉴定被检测标本，鉴定被检测标本上遗传信息，达到检测疾病的目的。上遗传信息，达到检测疾病的目的。苯丙氨酸羟化酶基因探针苯丙酮尿症苯丙氨酸羟化酶基因探针苯丙酮尿症珠蛋白的珠蛋白的D

11、NADNA探针镰刀状细胞贫血病探针镰刀状细胞贫血病 治疗隐性遗传病治疗隐性遗传病请区分请区分DNADNA重组重组二二.基因工程与农牧业、食品工业基因工程与农牧业、食品工业1.1.基因工程与农业基因工程与农业（1 1）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品）通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物。质的农作物。（2 2）用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作用）用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作用新品种。新品种。我国培育的抗青我国培育的抗青枯病马铃薯在大枯病马铃薯在大棚中繁殖棚中繁殖2.2.基因工程与畜牧养殖业基因工程与畜牧养殖业 科学家已将某些特定基因与科学家已将某些特

12、定基因与病毒病毒DNADNA构成重组构成重组DNADNA，然后通过，然后通过感染或显微注射技术将重组感染或显微注射技术将重组DNADNA转转移到动物受精卵中，从而培育出移到动物受精卵中，从而培育出可以获得人们所需要的各种优良可以获得人们所需要的各种优良品质的品种。品质的品种。显微注射技显微注射技术术超级鼠超级鼠3.3.基因工程与食品工业基因工程与食品工业为人类开辟新的食品来源，如利用细菌生产人类所需为人类开辟新的食品来源，如利用细菌生产人类所需要的卵清蛋白等要的卵清蛋白等三三.基因工程环境保护基因工程环境保护1 1、基因工程方法可以用环境监测。如用、基因工程方法可以用环境监测。如用DNADNA探针探针检测水检测水中病毒的含量。中病毒的含量。2 2、基因工程可以用于被污染环境的净化。如培养出分、基因工程可以用于被污染环境的净化。如培养出分解石油多种成分的解石油多种成分的“超级细菌超级细菌”，培养出能分解环境中，培养出能分解环境中有害物质的细菌等。有害物质的细菌等。