基因工程的应用概要.ppt

基因工程,专题1,主要内容：,1）植物基因工程硕果累累2）动物基因工程前景广阔3）基因工程药物异军突起4）基因治疗曙光初照,1.3基因工程的应用,（一）植物基因工程,主要应用于：,1）提高农作物的抗逆能力2）改良农作物的品质3）利用植物生产药物,1）抗虫2）抗病3）抗干旱4）抗盐碱5）抗除草剂等,蛋白酶抑制剂基因,苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白基因,淀粉酶抑制剂基因,植物凝集素基因,病毒外壳蛋白基因,病毒的复制酶基因,几丁质酶基因,抗毒素合成基因,Bt毒蛋白多肽细胞膜穿孔细胞肿胀裂解,抗烟草花叶病毒的烟草，抗病毒转基因小麦、甜椒,使害虫不能消化蛋白质,使害虫不能消化淀粉,合成糖蛋白影响害虫吸收,能抑制生长、水解细胞壁,（一）植物基因工程抗性,降解真菌产生的毒素,鱼的抗冻蛋白基因,调节细胞渗透压的基因,抗除草剂基因,抗盐碱和抗干旱的烟草,抗除草剂大豆、玉米,耐寒的烟草、番茄,（一）植物基因工程抗性,植物基因工程改良品质,控制番茄成熟的基因,提高植物的氨基酸含量,花青素代谢的相关基因,赖氨酸含量高的玉米,转基因延熟番茄,提高蔬菜和水果的储存时间,必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因,提高花卉观赏价值,转基因矮牵牛,（二）动物基因工程,主要应用于：,1）提高动物的生长速度2）改善畜产品的品质3）用于转基因动物生产药物（生物反应器）4）用转基因动物作器官移植的供体,动物基因工程,肠乳糖酶基因,外源生长激素基因,产生低乳糖乳汁的转基因奶牛,转基因绵羊、鲤鱼、鲑鱼,抗凝血酶基因血清蛋白生长激素抗胰蛋白酶,含有人抗胰蛋白酶转基因奶羊,导入某种调节因子除去抗原决定基因,转基因猪,动物基因工程,转基因鲑鱼,动物基因工程,用转基因动物生产药物乳腺生物反应器,1）获取目的基因：如血清白蛋白基因2）构建基因表达载体：在血清白蛋白基因前加乳腺组织特异表达的启动子（乳腺蛋白基因的启动子等调控组件）3）将基因表达载体通过显微注射法导入哺乳动物受精卵中4）将早期胚胎送入母体内（胚胎移植）5）发育成转基因动物6）利用雌性转基因动物分泌的乳汁生产药物,动物基因工程,用转基因动物作器官移植供体,目的：解决免疫排斥问题方法：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,（三）基因工程药物,生产基因工程药物的主要生物：,药物种类：细胞因子、抗体、疫苗、激素等,工程菌,胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰岛素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了30%50%。,基因工程药品胰岛素,（三）基因工程药物,干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg干扰素。19801982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素，是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰素大量投放市场。,基因工程药品干扰素,（三）基因工程药物,治疗侏儒症的唯一方法，是向人体注射生长激素。而生长激素的获得很困难。以前，要获得生长激素，需解剖尸体，从大脑的底部摘取垂体，并从中提取生长激素。现可利用基因工程方法，将人的生长激素基因导入大肠杆菌中，使其生产生长激素。人们从450L大肠杆菌培养液中提取的生长激素，相当于6万具尸体的全部产量。,基因工程药品生长激素,基因工程药物,（四）基因治疗,概念：,把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，达到治疗疾病的目的。,成功病例：,治疗腺苷酸脱氨酶基因缺失引起的复合型免疫缺陷症。,治疗遗传病的最有效手段,（四）基因治疗,