基因工程和轉(zhuǎn)基因生物課件

1個(gè)染色體多個(gè)基因成百上千對(duì)脫氧核苷酸堿基排列順序遺傳信息1或2個(gè)DNA染色體、DNA和基因間關(guān)系

DNA

(基因)RNA蛋白質(zhì)(性狀)翻譯轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制中心法則及其發(fā)展表達(dá)圖解在超市中，能見(jiàn)到用轉(zhuǎn)基因大豆生產(chǎn)的食用油；在藥房里，能見(jiàn)到用基因工程制造的胰島素、干擾素等藥品，基因工程產(chǎn)品正在源源不斷地走進(jìn)日常生活。什么是基因工程？基因工程是怎樣實(shí)施的呢？按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖，用人工方法將某種生物的基因，接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達(dá)，使后者獲得新的遺傳性狀，產(chǎn)生出人類(lèi)所需要的產(chǎn)物，或創(chuàng)造出新的生物類(lèi)型_基因工程例：轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉培育過(guò)程從具有抗蟲(chóng)性狀的細(xì)菌DNA分子中獲取抗蟲(chóng)基因目的基因：為了得到其表達(dá)產(chǎn)物而把它轉(zhuǎn)入到新的生物體中去的基因受體細(xì)胞：接受目的基因的細(xì)胞分析：這一步至少需要什么必要的工具？化學(xué)剪刀_限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)作用：切割DNA分子獲得目的基因特點(diǎn)：能識(shí)別雙鏈DNA分子某種特定脫氧核苷酸序列，并切斷其中特定部位兩個(gè)脫氧核苷酸之間的鍵

將抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體拼接成為重組DNA，將重組DNA導(dǎo)入選育棉花細(xì)胞內(nèi)，使抗蟲(chóng)基因在該棉花細(xì)胞中表達(dá)分析：這兩步至少需要什么必要的工具？化學(xué)漿糊_DNA連接酶作用：連接目的基因與運(yùn)載體，能將兩個(gè)DNA片段“粘連”拼接成新的DNA分子DNA連接酶分子運(yùn)輸車(chē)作用：與目的基因結(jié)合成重組DNA，并導(dǎo)入細(xì)胞中的運(yùn)載體，通常用質(zhì)粒場(chǎng)所：細(xì)菌擬核DNA之外特點(diǎn)：雙鏈閉環(huán)DNA分子常帶有某些抗生素基因，稱(chēng)標(biāo)志基因

閱讀資料外源基因進(jìn)入細(xì)胞，需要借助質(zhì)粒，這是由于外源基因可能被細(xì)胞內(nèi)的核酸酶分解基因工程依外源基因表達(dá)系統(tǒng)分三類(lèi)：微生物基因工程＿受體細(xì)胞：微生物植物基因工程＿受體細(xì)胞：植物動(dòng)物基因工程＿受體細(xì)胞：動(dòng)物2、基因工程的基本步驟［1］獲取目的基因第1種：從某種生物體細(xì)胞中分離A、基因定位：確定目的基因在DNA分子上位置B、限制酶切取第2種：化學(xué)方法合成提取DNADNA化學(xué)合成目的基因2、目的基因與載體的重組A、尋找基因載體——能被受體細(xì)胞接受——能自我復(fù)制，使目的基因得以同步復(fù)制——帶有標(biāo)志基因，以便識(shí)別細(xì)菌質(zhì)粒C、目的基因與質(zhì)粒進(jìn)行體外重組用連接酶使質(zhì)粒兩端的脫氧核苷酸與目的基因兩端的脫氧核苷酸之間形成共價(jià)鍵結(jié)合，形成一個(gè)環(huán)狀DNA分子——重組DNA分子DNA連接酶重組質(zhì)粒3、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞A、選擇受體細(xì)胞：微生物、植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞B、轉(zhuǎn)化：重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞顯微注射顯微注射目的基因細(xì)菌質(zhì)粒限制酶提取DNADNA目的基因DNA連接酶重組質(zhì)粒質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選細(xì)胞增殖表達(dá)產(chǎn)物化學(xué)合成基因工程的基本過(guò)程概括1、獲取：目的基因2、重組：目的基因與運(yùn)載體3、導(dǎo)入：重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞4、篩選：含目的基因的受體細(xì)胞［1］微生物基因工程微生物特點(diǎn)：繁殖迅速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、遺傳損傷較容易微生物基因工程特點(diǎn)：技術(shù)較成熟、研制周期較短、可通過(guò)發(fā)酵大量生產(chǎn)例:生產(chǎn)人胰島素-蛋白質(zhì)類(lèi)1977年6月:哈佛大學(xué)等將鼠的胰島素基因轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中，表達(dá)成功1978年9月:加州大學(xué)將合成的胰島素基因與質(zhì)粒重組，轉(zhuǎn)移到大腸桿菌生產(chǎn)出人胰島素?，F(xiàn)在1000L細(xì)菌培養(yǎng)液可獲50g胰島素，相當(dāng)于從500kg豬胰臟中的提取量B生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素-蛋白質(zhì)類(lèi)1979年:加州大學(xué)等用化學(xué)方法和酶促反應(yīng)合成人生長(zhǎng)激素基因，引入大腸桿菌中表達(dá)20世紀(jì)80年代：投放市場(chǎng)，225kg細(xì)菌的發(fā)酵液生長(zhǎng)激素產(chǎn)量相當(dāng)于6萬(wàn)人垂體生長(zhǎng)激素提取量［3］動(dòng)物基因工程通常以動(dòng)物的受精卵作為受體細(xì)胞用顯微注射的方法將目的基因?qū)雱?dòng)物的受精卵中再使受精卵發(fā)育成個(gè)體而獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物例：將生長(zhǎng)激素基因?qū)刖d羊體內(nèi)，使轉(zhuǎn)基因綿羊生長(zhǎng)速率比一般綿羊提高30%，體型增大50%實(shí)驗(yàn)表明：外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)得更快例：1982年英國(guó)帕爾米特等培育成“巨型小鼠”用重組DNA技術(shù)從大鼠中分離得到大鼠生長(zhǎng)激素基因連接到運(yùn)載體上構(gòu)建重組DNA顯微注射導(dǎo)入到小鼠受精卵的雄性原核將170個(gè)導(dǎo)入后的受精卵植入代孕小鼠體內(nèi)結(jié)果產(chǎn)出21只小鼠，其中7只帶有大鼠生長(zhǎng)激素基因♀♂♀♂受精卵負(fù)壓固定管外源基因(大鼠)代孕母小鼠轉(zhuǎn)基因小鼠顯微注射針♀♂小鼠雌性原核雄性原核♀♂♀♂受精卵負(fù)壓固定管外源基因(大鼠)代孕母鼠轉(zhuǎn)基因小鼠顯微注射針小鼠♀♂4.轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性關(guān)注問(wèn)題1：轉(zhuǎn)基因生物是否會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利的影響？主要擔(dān)心轉(zhuǎn)基因植物，可能與野生植物雜交，產(chǎn)生具生存優(yōu)勢(shì)的雜交種，改變現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，影響生物多樣性例：某些轉(zhuǎn)基因樹(shù)種具令昆蟲(chóng)討厭的氣味，會(huì)影響食物鏈對(duì)策：對(duì)栽培地周?chē)沫h(huán)境實(shí)行嚴(yán)格的控制和監(jiān)測(cè)關(guān)注問(wèn)題2：轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品是否會(huì)對(duì)人類(lèi)的健康造成損害？主要擔(dān)心轉(zhuǎn)基因食品中可能含致敏物質(zhì)原理：轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物體內(nèi)出現(xiàn)新的蛋白質(zhì)，可能成為某些人的致敏物質(zhì)對(duì)策：嚴(yán)格的致敏性檢驗(yàn)+有醒目的標(biāo)簽標(biāo)明有人認(rèn)為轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能使餐桌出現(xiàn)奇怪食品有人認(rèn)為轉(zhuǎn)基