《目基因克隆》课件

《目基因克隆》PPT课件基因克隆是一项重要而又复杂的技术，它对于生命科学和医学产业的发展有着巨大的推动作用。什么是基因克隆基因克隆可以从一个细胞中制造出与原始细胞相同的复制品。这项技术在生命科学、医学及农业生产等领域有着广泛的应用和推广前景。基因克隆的历史11972保罗·伯格和斯坦利·科恩最早提出基因克隆的概念。21977谢里顿和琳恩·恩泽尔开发了第一种基因克隆技术——DNA限制酶消化和连接技术。31982安德鲁·弗朗西斯和ColinWard发明了筛选克隆细胞的新方法——蓝白斑筛选法。41986美国最高法院颁布《巴波纳法案》限制了对基因克隆的使用与发展。目的基因克隆的意义实现基因的快速扩增可用于高效制备目标基因，并作为其他基础研究和应用开发的基础。生成转基因模型动物可通过转基因模型动物对人类及动物重要性状进行研究，如遗传病的研究等。基因治疗和药物生产可供有关基因治疗和药物开发的基础研究及应用。产生基因工程菌和植物可用于从分子层面上研究如何调节生物、生产药物等，对人类健康和社会发展有巨大的贡献。目标基因的选择功能描述优质基因与目标产物有密切关联、或其编码产物具有重要的生物活性。选择位点可以很好地控制转基因生物的外显或内源性表达。可操作性反应体系中该基因扩增、连接、筛选等能否获得高效并具有可重复性。安全性不会对生态环境和医疗应用产生未知的风险和潜在的负面影响。PCR技术PCR技术是基因克隆技术中非常重要的一种技术手段，其作用是对目标基因进行扩增。PCR技术的应用范围很广，从基础研究到应用开发都有广泛的应用。基因克隆的几种常用方法1限制酶糖基化及反应体系目的基因的扩增方法及适用反应体系2重组DNA技术获得目的基因的拼接方法及操作步骤3核酸杂交和PCR基因筛选的方法及其在扩增、纯化及表达中应用的局限性和改进措施。4基因组破碎及分离目的基因的筛选与克隆方法及其在生物质能源及生物医学工程中的应用案例。质粒载体的选择和构建选择质粒应能有效携带、繁殖、表达目标DNA序列，并且能够在特定细胞内产生将基因表达出来的蛋白质。构建可通过化学合成大片段或以重组技术获取人工合成的DNA，然后纯化与载体的DNA共同连接，建立带有目标基因的质粒载体。限制酶的选择和作用限制酶的切割位置特异性有助于拆分DNA测序、DNA杂交、扩增、连接等操作。可通过PCR生成的片段被限制酶切割后能够组合成新的质粒载体构建方法，加快了目标基因的筛选速度。DNA连接的方法1平端连接法使用聚合酶和T4DNA连接酶粘合两端，然后使用接头连接法。适用于一段向量和一段目标外源DNA。常在大规模连接完成后使用限制酶切割。2T4DNA连接法使用T4酶粘合向量端和外源DNA的末端，然后采用聚合酶方法将两端连接在一起。3接头连接法特殊的寡核苷酸可以在虚拟的限制酶切位点上加入。也可以在反演端加入。适用于臂长相差较大或有靠近的限制酶切割位点的情况。细胞转化的方法1电转化法通过利用高温和某些化学物质，使目标细胞膜通透性提高，增加外来表达载体引入的可能性。2钙磷共转法通过载体末端与正离子绑定，使其靠近细胞膜并将载体引导入目标细胞中。3病毒载体法病毒侵入细胞的方式，使质粒或基因系统转入目标细胞的方法。筛选重组细胞的方法蓝白斑筛选法可根据转化后细菌在蓝白斑培养板上的表现不同来筛选重组细胞。荧光筛选法在表达向量中加入荧光编码序列，在目标基因稳定表达后，可以通过上机检测目标细胞特异性荧光进一步筛选重组细胞。抗生素筛选法利用抗生素与载体抗性之间的联系，通过外源基因对转化细胞进行筛选，从而得到目标重组细胞。获得目标基因的方法PCR-ELISA法使用PCR技术制作的片段模板可以通过ELISA法得到目标基因。RNA法通过RNAprobe直接检测RNA转录物以获得目标基因。融合体将外源基因与表达载体融合，产生大量的融合蛋白输出，从而得到目标基因。同源重组法通过外源基因的同源片段与放大后的目的片段交叉重组，得到目标基因。基因克隆的应用可用于强化药物的活性及特异性，促进药物的研发和制备。可用于开发新的转基因资源以提高农业生产力。可用于进行基因治疗以缓解或治愈一些人类罕见遗传病。基因克隆的局限性1伦理风险问题基因克隆技术肆意使用可能造成的不可逆转的误用和危害；2法律政策问题关于基因克隆安全监管相关法律缺乏明朗清晰的界定和保障；3技术瓶颈问题基因克隆技术存在操作手段等多方面技术瓶颈问题，对进一步推广普及该技术和应用造成阻碍。。基因工程的发展趋势德尔菲技术的兴起基因编辑技术的开发，有可能实现精确地对基因进行修改以最终达到预期效果。合成生物学的兴起利用化学合成的生物分子，设计、构造、重构和调节具有开创性的生物系统、合成部件和分子机制。基因克隆在医疗和生物产业中的推广前景1改进技术缩短周期不断更新推陈出新，将推动该技术的技术更新和更新应用的发展。2新技术让基因克隆变得更安全、更方便、更有效医疗和生物产品产业的发展将有一个更达标、更系统和更合理的规范标准体系。3结构和功能的智能匹配成为新的技术发展目标生物产业的发展将更好地应用于广泛的产业领域，实现技术推广和普惠性增强。基因克隆的安全问题外源DNA对宿主细胞产生影响外源DNA的引入将改变宿主细胞内某些基因的表达情况，对细胞有一定的影响。基因克隆的潜在风险病毒编码的荧光蛋白，使肺癌细胞体内和外部能够被控制，在为环境或精度提供反馈的同时，对生命安全也有着不可撼动的影响。生物体本质缺陷基因克隆实验也有可能进一步扩大动植物生命的基因缺陷风险，严重影响生物生存及其未来发展前景。基因克隆的道德问题基因技术并非像其他技术一样无中性，具有不同的社会和道德问题，例如在医学伦理和动物福利等方面存在着巨大的争议。对于农业生产和食品加工中的基因克隆问题，也存在一些道德难题，如农作物质量安全和动物生存福利等问题。基因克隆的未来发展方向个体化医疗的需求基因克