专题1-基因工程-知识点梳理(含教材答案)

1 专题专题 1 1 基因工程基因工程 基因工程的概念 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望 进行严格的设计 通过体外体外 DNADNA 重组和转基因技术 重组和转基因技术 赋 予生物以新的遗传特性新的遗传特性 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 基因工程是在 DNADNA 分子水平分子水平上进行设计和施工的 又叫做 DNADNA 重组技术重组技术 操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结果结果 生物体外生物体外基因基因分子水平分子水平剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达人类需要的基因产物人类需要的基因产物 原理 基因重组 目的 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 意义 能够打破生物种属的界限 即打破生殖隔离生殖隔离 克服远源杂交不亲和远源杂交不亲和的障碍 在分子水平上 定向定向改变生物的遗传特性 操作水平 DNA 分子水平 思考思考 1 基因工程的物质基础是 所有生物的所有生物的 DNADNA 均由四种脱氧核苷酸组成均由四种脱氧核苷酸组成 2 基因工程的结构基础是 所有生物的所有生物的 DNADNA 均为双螺旋结构均为双螺旋结构 3 一种生物的 DNA 上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达 是因为它们共用一套遗传它们共用一套遗传 密码子密码子 一 基因工程的基本工具一 基因工程的基本工具 1 1 分子手术刀分子手术刀 限制性核酸内切酶 限制酶 限制性核酸内切酶 限制酶 1 1 来源 来源 主要是从原核生物原核生物中分离纯化出来的 2 2 功能 功能 能够识别双链 DNA 分子的某种特定特定的核苷酸序列 并且使每一条链中特定特定部位的两个核苷酸 之间的磷酸二酯键磷酸二酯键断开 因此具有专一专一性 3 3 结果 结果 经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式 黏性末端黏性末端和平末端 回文结构特点 平末端 回文结构特点 在中心轴线两侧将 DNA 切开 切口是黏性末端 沿着中心轴线切开 DNA 切口是平末端 2 2 分子缝合针分子缝合针 DNADNA 连接酶连接酶 1 分类 分类 根据酶的来源不同 可分为 E coliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶两类 2 功能 功能 恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 两种两种 DNA 连接酶连接酶 E coliDNA 连接酶和连接酶和 T4DNA 连接酶连接酶 的比较 的比较 相同点 都缝合磷酸二酯键 区别 E coIiDNA 连接酶来源于大肠杆菌 只能使黏性末端之间连接 2 T4DNA 连接酶能缝合两种末端 但连接平末端之间的效率较低 3 3 与与 DNADNA 聚合酶作用的异同聚合酶作用的异同 DNA 聚合酶只能将单个核苷酸单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端 形成磷酸二酯键 DNA 连接酶是连接两两 个个 DNADNA 片段片段的末端 形成磷酸二酯键 DNA 连接酶连接酶DNA 聚合酶聚合酶 连接的 DNA双链单链 模板不要模板要模板 不同点不同点 连接的对象2 个 DNA 片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链 DNA 片段上 作用实质形成磷酸二酯键相同点相同点 化学本质蛋白质 4 4 与与 DNADNA 分子相关的酶分子相关的酶 限制酶限制酶DNADNA 连接酶连接酶DNADNA 聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶 作用底物作用底物DNA 分子DNA 分子片段脱氧核苷酸DNA 分子 作用部位作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键 作用结果作用结果形成粘性末 端或平末端 形成重组 DNA 分子形成新的 DNA 分子形成单链 DNA 分子 3 3 分子运输车分子运输车 载体载体 1 作用 作用 作为运载工具 将目的基因转移到宿主细胞内 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 2 2 载体具备的条件 载体具备的条件 能在受体细胞中自我复制自我复制 或整合整合到染色体 DNA 上 随染色体 DNA 进行同步复制 具有一至多个限制酶切点 供外源具有一至多个限制酶切点 供外源 DNADNA 片段插入片段插入 具有标记基因 供重组具有标记基因 供重组 DNADNA 的鉴定和选择的鉴定和选择 大小合适 对受体细胞无害 3 3 最常用的载体是 最常用的载体是质粒 质粒 它常存在于原核细胞和酵母菌中 是一种裸露的 结构简单的 独立于细菌染色体之外 并具有自我裸露的 结构简单的 独立于细菌染色体之外 并具有自我 复制能力的双链环状复制能力的双链环状 DNADNA 分子分子 4 4 其它载体 其它载体 噬菌体的衍生物 动植物病毒噬菌体的衍生物 动植物病毒 4 4 DNA 的能力 至于原因 现在还不清楚 也许将来会发现可以连接单链 DNA 的酶 二 基因工程的基本操作程序二 基因工程的基本操作程序 3 第一步 目的基因的获取第一步 目的基因的获取 1 1 目的基因是指 目的基因是指 主要是指编码蛋白质的结构基因 主要是指编码蛋白质的结构基因 也可以是一些具有调控作用的因子 基因的结构 基因的结构 基因是有遗传效应的 DNA 片段 注 RNA 病毒为 RNA 分为编码区和非编码区 编编 码码 区区编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区 编编 码码 区区 上上 游游编编 码码 区区 上上 游游编编 码码 区区 下下 游游编编 码码 区区 下下 游游 编码区 能转录出 mRNA 原核生物中也就是能编码蛋白质的区段 非编码区 不能转录出 mRNA 也不能编码蛋白质的区段 原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点 真核细胞基因结构要比原核细胞的基因结构复杂 编码区间隔的 不连续 能够编码蛋白质的序列 被不能够编码蛋白质的序列分隔开来 成为一种断裂的形式 分为 外显子 能够编码蛋白质的序列 内含子 不能够编码蛋白质的序列 原核细胞基因的结构 原核细胞基因的结构 编编 码码 区区编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区 RNARNA聚聚 合合 酶酶 结结 合合聚聚 合合 酶酶 结结 合合位位 点点位位 点点 启启 动动 子子 终终 止止 子子 非编码区中存在调控遗传信息表达的核苷酸序列 编码区上游的 RNA 聚合酶结合位点 即启动子 可控制 RNA 聚合酶的结合 RNA 聚合酶是一种蛋白质 能识别并结合调控序列中的结合位点 能催化 DNA 转录为 RNA 编码区下游有终止子 可控制 RNA 聚合酶的停止 脱落 2 真核细胞基因的结构 真核细胞基因的结构 4 编编 码码 区区编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区非非 编编 码码 区区 编编 码码 区区 下下 游游编编 码码 区区 下下 游游 调调 控控 遗遗 传传 信信 息息 的的 表表 达达调调 控控 遗遗 传传 信信 息息 的的 表表 达达 调调 控控 序序 列列调调 控控 序序 列列 外外 显显 子子外外 显显 子子 能能 编编 码码 蛋蛋 白白 质质能能 编编 码码 蛋蛋 白白 质质 启启 动动 子子 内内 含含 子子内内 含含 子子 不不 能能 编编 码码 蛋蛋 白白 质质不不 能能 编编 码码 蛋蛋 白白 质质 2 2 获目的基因的来源 获目的基因的来源 从自然界中已有的物种中分离及人工合成 3 3 目的基因的获取方法 目的基因的获取方法 1 从从基因文库基因文库中获取中获取 基因组文库 cDNA 文库 基本概念的理解 基本概念的理解 将含有某种生物不同基因的许多 DNA 片段 导入受体菌的群体中储存 各个受体菌分别含有这种生物 的不同的基因 称为基因文库基因文库 将某种生物体内的 DNA 全部提取出来 选用适当的限制酶 将 DNA 切成一定范围大小的 DNA 片段 然 后将这些片段分别与载体连接起来 导入受体菌的群体中储存 每个受体菌都含有了一段不同的 DNA 片 段 这个群体包含了这种生物的所有基因 这种基因文库叫基因组文库基因组文库 有些基因文库比较小 只包含了一种生物的一部分基因 这种基因文库叫做部分基因文库部分基因文库 如 cDNAcDNA 文文 库库 用某种生物发育的某个时期的 mRNA 反转录产生的多种互补 DNA 也叫 cDNA 片段 与载体连接后储 存在一个受体菌群中 这个受体菌群体叫做这种生物 cDNA 文库 基因组文库和部分基因文库的比较 基因组文库和部分基因文库的比较 文库类型文库类型cDNA 文库文库基因组文库基因组文库 文库大小文库大小小大 基因中启动子基因中启动子无有 基因中内含子基因中内含子无有 基因多少基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流物种间基因交流可以部分基因可以 2 用 用化学方法直接人工合成化学方法直接人工合成 5 反转录法 以目的基因转录成的信使 RNA 为模板 反转录成互补的单链 DNA 然后在酶的作用下合成 双链 DNA 从而获得所需的基因 目的基因转录成的 mRNA 单链 DNA双链 DNA 目的基 因 根据已知的氨基酸序列合成 DNA 法 蛋白质中氨基酸的序列mRNA 中的 碱基序列DNA 碱基序列目的基因 目的基因 3 用 用 PCRPCR 技术技术扩增目的基因扩增目的基因 原核基因采取直接分离直接分离获得 真核基因是人工合成人工合成 人工合成目的基因的常用方法有反转录法反转录法和化学合化学合 成法成法 PCRPCR 技术扩增目的基因技术扩增目的基因 1 1 PCRPCR 是聚合酶链性反应的缩写是聚合酶链性反应的缩写 发明人 穆里斯等人 2 2 原理 原理 DNADNA 双链复制双链复制 3 3 实质 实质 是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术 4 前提 前提 一段已知目的基因的核苷酸序列 根据这一序列合成引物 5 条件 条件 a 四种脱氧核苷酸 b DNA 的两条链为模板 c 热稳定 DNA 聚合酶 Taq 酶 d 一对引物 一小段单链 DNA 或 RNA 一般 20 30 个碱基 能与 DNA 母链的一段碱基序列互补配对 e 温度控制和缓冲液 6 6 过程 过程 第一步 变性 加热至 90 95 DNADNA 解链解链 双链 DNA 模板在热作用下 氢键断裂 形成单链 DNA 第二步 复性 冷却到 55 60 引物结合到互补引物结合到互补 DNADNA 链链 系统温度降低 引物与 DNA 模板结合 形 成局部双链 第三步 延伸 加热至 70 75 热稳定热稳定 DNADNA 聚合酶从引物起始互补链的合成聚合酶从引物起始互补链的合成 在 Taq 酶的作用下 从 引物的 5 端 3 端延伸 合成与模板互补的 DNA 链 7 7 特点 特点 指数形式扩增 PCR PCR 技术与技术与 DNADNA 复制的比较复制的比较 6 PCRPCR 技术技术DNADNA 复制复制 原理原理DNADNA 双链复制双链复制 碱基互补配对碱基互补配对 原料原料四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸相同点相同点 条件条件模板 酶等模板 酶等 解旋方式解旋方式DNADNA 在高温下变性解旋在高温下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化 场所场所体外复制体外复制主要在细胞核内主要在细胞核内 酶酶热稳定的热稳定的 DNADNA 聚合酶聚合酶 Taq Taq 酶酶 细胞内含有的细胞内含有的 DNADNA 聚合酶聚合酶 不不 同同 点点 结果结果在短时间内形成大量的在短时间内形成大量的 DNADNA 片段片段形成整个形成整个 DNADNA 分子分子 第二步 基因表达载体的构建 核心 第二步 基因表达载体的构建 核心 1 1 目的 目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在稳定存在 并且可以遗传至下一代遗传至下一代 使目的基因能够表达和发挥作用表达和发挥作用 2 2 组成组成 目的基因目的基因 启动子启动子 终止子终止子 标记基因标记基因 1 启动子 是一段有特殊结构的 DNADNA 片段片段 位于基因的首端首端 是 RNARNA 聚聚 合酶合酶识别和结合的部位 能驱动基因转录出转录出 mRNAmRNA 最终获得所需的蛋白质蛋白质 2 终止子 也是一段有特殊结构的 DNADNA 片段片段 位于基因的尾端尾端 3 标记基因的作用 是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因是否含有目的基因 从而将 含有目的基因的细胞含有目的基因的细胞筛选出来 常用的标记基因是抗生素基因抗生素基因 3 3 条件 条件 同种限制酶 DNA 连接酶 ATP 目的基因 启动子 终止子 标记基因 4 4 构建步骤 构建步骤 用同一种限制酶同一种限制酶切割目的基因和载体 从而产生相同相同的黏性末端 再用 DNA 连接酶连接酶连接 形成的分子称 重组重组 DNA 分子分子或重组质粒重组质粒 第三步 将目的基因导入受体细胞第三步 将目的基因导入受体细胞 1 转化的概念 是目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 是目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 2 将目的基因导入受体细胞 将目的基因导入受体细胞 常用的受体细胞 动植物细胞 大肠杆菌 土壤农杆菌 枯草杆菌等 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径 3 3 常用的转化方法 常用的转化方法 1 将目的基因导入植物细胞 采用最多的方法是 农杆菌转化法农杆菌转化法 其次还有 基因枪法基因枪法和 花粉管通道花粉管通道 法法等 7 农杆菌转化法农杆菌转化法 特点 易感染双子叶植物和裸子植物 对大多数单子叶植物没有感染能力 原理 Ti 质粒上的 T DNA 可以转移到受体细胞 并整合到受体细胞染色体的 DNA 上 2 将目的基因导入动物细胞 最常用的方法是 显微注射技术显微注射技术 此方法的受体细胞多是 受精卵 也可受精卵 也可 以是卵细胞 以是卵细胞 3 将目的基因导入微生物细胞 原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快 多为单细胞 遗传物质相繁殖快 多为单细胞 遗传物质相 对较少对较少 最常用的原核细胞是 大肠杆菌大肠杆菌 其转化方法是 先用 CaCa2 2 处理细胞 使其成为 感 感 受态细胞受态细胞 再将 重组表达载体重组表达载体 DNADNA 分子分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合 在一定的温度下促进 感受态细胞吸收 DNA 分子 完成转化过程 感受态细胞 感受态细胞 大肠杆菌细胞最常用的转化方法是 首先用用钙离子处理细胞 使细胞处于一种能吸收 周围环境中 DNA 分子的生理状态 这种细胞称感受态细胞 总结 总结 生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞 常用方法常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2 处理法 受体细胞受体细胞体细胞受精卵原核细胞 转化过程转化过程 将目的基因插入 Ti 质粒的 T DNA 上 农杆菌 导入 植物细胞 整合到受体细 胞的 DNA 表达 将含有目的基因的表达载 体提纯 取卵 受精卵 显微注射 受精卵发育 获得具有新性状的动物 Ca2 处理细胞 微生物细 胞壁的通透性增加 重组 质粒与感受态细胞混合 感受态细胞吸收 DNA 分子 受体细胞的种类受体细胞的种类 植物 可以是受精卵受精卵 体细胞体细胞 可经组织培养成完整个体 动物 受精卵受精卵 因为动物细胞的全能性受到抑制 4 4 转化的实质 转化的实质 目的基因整合到受体细胞的染色体 DNA 上 5 重组细胞导入受体细胞后 筛选 含含有有基基因因表表达达载载体体受受体体细细胞胞 的依据是标标记记基基因因是是否否表表达达 第四步 目的基因的检测和表达第四步 目的基因的检测和表达 1 首先要检测 转基因生物的染色体转基因生物的染色体 DNADNA 上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因 方法是采用 DNADNA 分子杂交技术分子杂交技术 8 基因探针 是指用放射性同位素或荧光分子等标记的 DNA 分子 2 其次还要检测 目的基因是否转录出了目的基因是否转录出了 mRNAmRNA 方法是采用 用标记的目的基因作探针与用标记的目的基因作探针与 mRNAmRNA 杂交杂交 3 最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质目的基因是否翻译成蛋白质 方法是从转基因生物中提取 蛋白质蛋白质 用相应的 抗体抗体进行抗原抗原 抗体杂交 抗体杂交 4 有时还需进行 个体生物学水平个体生物学水平的鉴定 对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验 例如 大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因 当这种质粒与外源 DNA 组合在一起形成重组质粒 并 被转入受体细胞后 就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因 重 组的 DNA 分子进入受体细胞后 受体细胞必须表现出特定的性状 才能说明目的基因完成了表达过程 例如 科学家最初做抗虫棉试验时 虽然已经检测出棉的植株中含有抗虫的基因 但让棉铃虫食用棉的 叶片时 棉铃虫并没有被杀死 这说明抗虫基因还不能在高等植物中表达 科学家在研究的基础上 又 一次对棉植株中的抗虫基因进行了修饰 然后再让棉铃虫食用棉的叶片 结果食用的第二天棉铃虫就中 毒死亡了 这说明抗虫基因在棉植株中得到了表达 基因工程育种基因工程育种 1 方法 提取目的基因 装入载体 导入受体细胞 基因表达 筛选出符合要求的新品种 2 原理 基因重组基因重组 3 优点 目的性强 可以按照人们的意愿定向定向改造生物 育种周期短短 4 缺点 技术复杂 存在安全性问题 5 实例 抗软化番茄的培育 什么是分子杂交技术的显示带 什么是分子杂交技术的显示带 Southern 杂交 DNA 和 DNA 分子之间的杂交 Northern 杂交 DNA 和 RNA 分子之间的杂交 Western 杂交 蛋白质分子 抗原 抗体 之间的杂交 它是检测目的基因是否表达出蛋白质的一种方 法 具体做法是 第一步 将目的基因在大肠杆菌中表达出蛋白质 第二步 将表达出的蛋白质注射动 9 物进行免疫 产生相应的抗体 并提取出抗体 一抗 第三步 从转基因生物中提取蛋白质 走凝胶电 泳 第四步 将凝胶中的蛋白转移到硝酸纤维素膜上 第五步 将抗体 一抗 与硝酸纤维素膜上的蛋 白杂交 这时抗体 一抗 与目的基因表达的蛋白 抗原 会特异结合 由于这种抗原 抗体的结合显 示不出条带 所以加入一种称为二抗的抗体 它可以与一抗结合 二抗抗体上带有特殊的标记 如果目 的基因表达出了蛋白质 则结果为阳性 三 基因工程的应用三 基因工程的应用 转基因生物转基因生物 是指利用基因工程基因工程技术导入外源基因外源基因培育出的 能够将新性状稳定地遗传稳定地遗传给后代的基因 工程生物 一 植物基因工程 一 植物基因工程 提高农作物的抗逆能力 如抗虫 抗病 抗除草剂 抗干旱 抗盐碱 抗虫 抗病 抗除草剂 抗干旱 抗盐碱 利用转基因改良植物的品质 利用转基因改良植物的品质和利用植物生产药物等方面 1 抗虫转基因植物抗虫转基因植物 1 常用抗虫基因 用于抗虫 杀虫 的基因主要是 Bt 毒蛋白基因 蛋白酶抑制剂基因 淀粉酶抑制剂 基因 植物凝集素基因等 2 减轻农药对环境的污染 2 抗病转基因植物抗病转基因植物 1 病原微生物 引起植物生病的微生物 主要有病毒 真菌和细菌病毒 真菌和细菌 2 常用的抗病基因 a 抗病毒基因有 病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因 b 抗真菌基因有 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 3 抗逆转基因植物抗逆转基因植物 环境条件对农作物的生产会造成很大影响 并且这些影响是多方面的 因此 抗逆性基因也有多种多样 如 抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因 抗冻基因 抗除草剂基因等等 4 利用转基因改良植物的品质利用转基因改良植物的品质 由于人们的食品含有的营养不平衡 不能满足人们对食品的要求 这样 可以通过转基因技术 使植物 能够合成某些本来不能合成的物质 如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中 或者 改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性 以提高氨基酸的含量 基因工程育种基因工程育种 方法 提取目的基因 基因表达载体的构建 制备重组 DNA 分子 导入受体细胞 目的基因表达 筛选出符合要求的新品种 原理 基因重组基因重组 优点 目的性强 可以按照人们的意愿定向定向改造生物 育种周期短短 缺点 技术复杂 存在安全性问题 实例 抗软化番茄的培育 转基因抗虫棉 转基因 超级小鼠 等 10 二 动物基因工程 二 动物基因工程 动动物物品品种种改改良良 建建立立生生 物物反反应应器器 器器官官移移植植 1 1 用于提高动物生长速度 用于提高动物生长速度 由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快 将这类基因导 入动物体内 以提高动物的生长速率 如 转基因绵羊和转基因鲤鱼 2 2 用于改善畜产品的品质 用于改善畜产品的品质 基因工程可用于改善畜产品的品质 如 有些人对牛奶中的乳糖不能完全消 化或食用后会出现过敏 腹泻 恶心等不适症状 科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组 这样所获得 的牛奶其成分不受影响 但乳糖的含量大大减低 3 3 用转基因动物生产药物 用转基因动物生产药物 乳腺生物反应器 乳房生物反应器 最令人兴奋的是利用基因工程技术 使哺乳动物本身变成 批量生产药物的工厂 大概过程 目的基因 蛋白基因 乳腺蛋白基因的启动子 显微注射方法 导入哺乳动物受精卵 送入母体子宫内 能产生药品蛋白质转基因动物 泌乳期 分泌乳汁生产药物 能产生如 抗凝血酶 血清白蛋白 生长激素 抗胰蛋白酶 等大量蛋白质类药品 乳腺生物反应器与微生物生产的比较乳腺生物反应器与微生物生产的比较 类型类型 项目项目 乳腺生物反应器乳腺生物反应器微生物生产微生物生产 基因结构基因结构动物基因结构与人类基因结构相同与人类基因结构不同 基因表达基因表达与天然蛋白质活性没有区别 由于缺少内质网 高尔基体等细胞器 产物可能 不具有生物活性 产物提取产物提取从乳汁中较易分离提取从细胞中提取 较为复杂 生产设备生产设备畜牧业生产 加提取设备工业生产 设备精良 4 4 用转基因动物做器官移植的供体 用转基因动物做器官移植的供体 目前 人体移植器官短缺是一个世界性的难题 用其它动物的器官 替代 又会出现免疫排斥现象 现在 科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造 培 育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官 三 基因工程药物的生产 三 基因工程药物的生产 如用转基因工程菌生产细胞因子 抗体 疫苗 激素等 1 微生物的基因工程 利用转基因工程菌生产药物 如细胞因子 抗体 疫苗 激素 胰岛素 干扰素等 已形成工业化 2 工程菌 用基因工程的方法 使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为工程菌 3 微生物在基因工程中的应用研究 工具酶主要来自微生物 最重要的目的基因供体库之一 目的基因的载体之一 作用受体细胞 提供用 于发酵的工程菌 四 基因治疗 四 基因治疗 1 1 概念 概念 基因治疗是把正常基因导入病人体内 使该基因的表达产物发挥功能 从而达到治疗疾病的 目的 这是治疗遗传病的最有效的手段 2 2 方法 方法 体外基因治疗和体内基因治疗 11 体外基因治疗 先从病人体内获得某种相关细胞 进行培养 然后在体外完成基因转移 再筛选成功 转移的细胞扩增培养 最后重新输入患者体内 这种方法叫做体外基因治疗 体内基因治疗 直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗 用于基因治疗的基因种类 用于基因治疗的基因种类 功能正常的基因 从健康人体上分离得到的 用以取代病变基因 或依靠其表达产物来弥补病变基因 带来的生理缺陷 反义基因 即通过产生的 mRNA 分子 与病变基因产生的 mRNA 进行互补 来阻断蛋白质合成 自杀基因 是编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因 3 3 实例 实例 ADA 基因缺陷症基因治疗机理基因缺陷症基因治疗机理 区分区分 基因诊断 基因治疗基因诊断 基因治疗 基因诊断 采用基因检测 用基因探针 利用 DAN 分子杂交原理 鉴定被检测样本上的遗传信息 从而 达到检测病症的目的 如镰刀形贫血症 苯丙酮尿症