16基因工程和蛋白质工程

1、 基因工程是指在微观领域（分子水平）中，根据分子生物学和遗传学原理，设计并实施一项把一个生物体中有用的目的DNA(遗传信息)转入另一个生物体中，使后者获得新的需要的遗传性状或表达所需要的产物，最终实现该技术的商业价值。基因工程基因工程基因工程操作水平：操作水平：DNA分子水平分子水平目的：定向改变遗传物质或获得基因产物。目的：定向改变遗传物质或获得基因产物。2、基因工程的理论基础、基因工程的理论基础1）物质基础）物质基础脱氧核苷酸脱氧核苷酸2）结构基础）结构基础规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构3）中心法则，共用一套遗传密码）中心法则，共用一套遗传密码细胞工程细胞工程1、细胞工程的概念、细胞工程

2、的概念利用细胞融合技术把含有不同遗传物质利用细胞融合技术把含有不同遗传物质的细胞合成杂种细胞。并使之分裂生长成为杂的细胞合成杂种细胞。并使之分裂生长成为杂种生物。种生物。它包括体细胞融合、核移植、细胞器摄它包括体细胞融合、核移植、细胞器摄取和染色体片段的重组等。取和染色体片段的重组等。 细胞工程细胞工程操作水平：细胞整体水平或细胞器水平操作水平：细胞整体水平或细胞器水平目的：定向改变遗传物质或获得细胞产品。目的：定向改变遗传物质或获得细胞产品。2、细胞工程的理论基础、细胞工程的理论基础细胞全能性细胞全能性依据依据生物体的每一个干细胞都包含有生物体的每一个干细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质

3、。该物种所特有的全套遗传物质。异种异种植物植物细胞细胞杂种细胞杂种细胞转基因转基因植物植物异种异种动物动物细胞细胞动物细动物细胞群胞群重组细胞重组细胞体细体细胞细胞细胞核胞核早期胚胎早期胚胎受精卵受精卵去核去核卵细卵细胞胞克隆动物克隆动物试管婴儿试管婴儿动物细动物细胞融合胞融合植物体细植物体细胞杂交胞杂交植物组植物组织培养织培养动物细动物细胞培养胞培养核移植核移植胚胎移植胚胎移植体外体外受精受精3、主要技术、主要技术植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合单克隆抗体技术单克隆抗体技术胚胎移植胚胎移植核移植核移植植物植物细胞细胞工程工程

4、技术技术动物动物细胞细胞工程工程技术技术酶酶工程工程酶工程是利用酶的特异催化功酶工程是利用酶的特异催化功能，在常温长压下将一种物质转化能，在常温长压下将一种物质转化为另一种物质，以获得高纯度的适为另一种物质，以获得高纯度的适用之物。用之物。该技术包括各种酶的开发和生该技术包括各种酶的开发和生产。酶的分离和纯化技术等。产。酶的分离和纯化技术等。 酶工程用于食品工业很有效。酶工程用于食品工业很有效。啤酒、酱油、葡萄糖等都可用酶工啤酒、酱油、葡萄糖等都可用酶工程生产。程生产。l 稀少珍贵的蛋白质药物 1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品人胰岛素投放市场它标志了基因工程产品正式进入到

5、商业化阶段。 人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、a-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等l 畜牧业中的应用 动物疫苗、生长激素等 例：从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tPA（组织溶解酶原激活剂）。l 种植业中的应用 用携带外源基因的农杆菌Ti质粒转化植物原生质体，使外源DNA与植物染色体DNA整合，通过原生质体的培养分化成愈伤组织，最后发育成具有新性状的完整植株转基因植物基因工程是1973年由美国斯坦福大学科恩和旧金山大学医学院的博耶创立的概念Foreign DNA to be insertedPlansmid vec

6、torJoiningRecombinant DNA molecule Introduction into host cells by transformation Host chromatemeSlection for cells coteining a recombinant DNA moleculeCloning+1、目的基因的制备、目的基因的制备2、载载体体的构建的构建3、目的基因与载体、目的基因与载体的的重组重组4、重组、重组 体体导入导入宿主宿主细胞进行扩增细胞进行扩增5、克隆基因的鉴定克隆基因的鉴定限制性内切酶：一类核酸内切酶，可以将外源DNA在特定位点切割降解 。以后从细菌中分别

7、分离出了I型和型两类限制性内切酶。 GGGGCCCC3 55 353CTTAAAATTCGG5 33 5CTGCAGACGTC3 5G5 3 DNA用限制性内切酶用限制性内切酶除去中间一段除去中间一段与外源与外源DNA连接连接重组载体的体外包装重组载体的体外包装带有外源带有外源DNA的的 噬菌体噬菌体太小不能被包装太小不能被包装头部前体头部前体多联体多联体DNAA蛋白蛋白COSCOSCOS成熟的颗粒成熟的颗粒在宿主细胞内进行在宿主细胞内进行DNA的的装配过程装配过程 +要插入的外来DNA质粒载体连接重组DNA分子经转化或病毒感染导入宿主细胞对含有重组DNA分子的选择无性繁殖（克隆）重组DNA分

8、子合成和克隆过程宿主染色体 如果外源如果外源DNA插入，插入，氨卞青霉素氨卞青霉素抗性基因失活抗性基因失活 如果外源如果外源DNA插插入，入，四环素抗性基四环素抗性基因失活因失活DNA frangmentElectrophoresisTransfer of DNA by blotting32P-labled DNA probeAutoradiographyAgarrose gelAutoradiogramNitrocellulose sheetAutoradiogramPolymer sheetSDS-Polyacrylamide gelTransfer proteinAdd radiolabled spesfic antibody , Wash to remove unboud antibodyProtein band detect