第十章 动物基因工程

第十一章动物基因工程基因工程的概念：利用DNA体外重组或PCR扩增技术从某种生物基因组中分离感兴趣的基因，或是用人工合成的方法获取基因，然后经过一系列切割，加工修饰，连接反应形成重组DNA分子，再将其转入适当的受体细胞，以期获得基因表达的过程.基因工程(geneengineering)常和以下名称混用遗传工程(geneticengineering);基因克隆(genecloning);分子克隆(molecularcloning);基因操作(genemanipulation);重组DNA技术(recombinationDNAtechnique)克隆(clone):作名词时指含有某目的DNA片段的重组DNA分子或含有该重组分子的无性繁殖系.作动词时是指基因的分离与重组过程。第一节基因工程的发展历程1973Cohen第一例成功的克隆实验1978Genentech公司人胰岛素世界上第一种基因工程蛋白药物

1982第一个基因工程药物--重组人胰岛素在英、美获准使用

1985第一批转基因家畜（兔、猪和羊），中国转基因鱼

1993

基因工程西红柿在美国上市1997

英国罗斯林研究所多莉羊耐农药/抗虫能力

(第一代)Bt抗虫玉米传统玉米簡介4

(InputTraits)Source:Monsanto黃金米可以防治维生素A缺乏症成为健康食品改变营养组成

(第二代)5(OutputTraits)世界转基因作物大田释放情况

(1987.1-1998.4)转基因作物特性批准项数所占比例抗除草剂129729.6%抗虫104623.8%提高产品质量88620.2%抗病毒4369.9%改善农学性状2114.8%抗真菌病2084.7%其他3036.9%总计4387100%转基因作物种植面积[複製人!和我有什麼關係]陳文君著泛亞2001好好吃的樣子我也想吃!生产医药及工业用

(第三代)6(OutputTraits)胰岛素分子结构胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%!胰岛素生产车间带有人生长激素基因的转基因小鼠正常小鼠1982年:“超级鼠”干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。干扰素生产车间干扰素分子结构基因工程人干扰素α-2b（安达芬）是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。人造血液及其生产转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆Fourteenmonth-oldgeneticallyengineered(“biotech”)salmon(left)andnon-engineersalmon(right).世界上第一個….基因改造蕃茄1994年美國加州FlavrSavr

Tomato,CalgenePhotobyJackDykinga.SourcesARSPhotoUnit,2001,USDA.3SometimesBiotechnologyInvolvestheManipulationofNaturalBiologicalProcessesWithoutModifyingGenesDolly(left)wasaclonecreatedwithouttheneedforanygeneticmodifications.DollyandsurrogateMomTheBiotechnologyofReproductiveCloning(Science(2002)295:1443)CopyCat–theFirstClonedPetSoulMates–FiveGeneticallyIdenticalPigletsUSU’sContribution–AClonedMule基因工程试剂的高回报碱性成纤维细胞生长因子231元/ug红细胞生成素1072元/ug白细胞介素-2410元/ug巨细胞粒细胞集落刺激因子1960元/ug胰岛素10.2元/mg第二节基因工程的一般原理一、常用的工具酶限制性核酸内切酶（Ⅱ类）切割DNADNA连接酶生成3′-5′磷酸二酯键DNA聚合酶Ⅰ探针标记、补平3′末端反转录酶cDNA合成多聚核苷酸激酶5′磷酸化、探针标记末端转移酶3′末端多聚尾碱性磷酸酶切除末端磷酸基二、基因工程的基本程序一.分—载体和目的基因的分离二.切—限制性内切酶的应用三.接—载体与目的基因连接成重组体四.转—基因序列转入细胞五.筛—目的基因序列克隆的筛选和鉴定基因克隆示意图一.分—载体和目的基因的分离（一）载体1.质粒（plasmid)2.噬菌体（phage)3.动物病毒载体（virus)质粒—存在于细菌染色体外的小型环状双链DNA分子理想的质粒

1.拷贝数多;2.两三个抗药性基因terrampr

筛选标志3.合适的限制性内切酶酶切位点（单一）（二）.目的基因的来源和分离

1.PCR

2.基因组文库

3.cDNA文库

4.人工化学合成二.切—限制性内切酶的应用1.限制性内切酶概念简称限制酶，是一类能识别双链DNA分子中特定碱基序列，并由此切割DNA双链结构的核酸内切酶。限制酶从原核生物中提取，现已发现了600多种。