10、基因重組與基因工程

1、自然界生物的基因重組自然界生物的基因重組DNA重組技術(shù)重組技術(shù)基因工程基因工程（一）同源重組（一）同源重組（一）（一）DNA分子的加工與工具酶分子的加工與工具酶限制性內(nèi)切酶與連接酶分子剪刀和分子針線1、凝膠電泳技術(shù)、凝膠電泳技術(shù)DNA的變性與復(fù)性限制酶A、B限制酶A限制酶B2kb3kb5kb2kb8kb3kb7kbAB2kb5kb3kb面包酵母面包酵母蛔蟲蛔蟲果蠅果蠅芥菜芥菜 1988年，美國國家衛(wèi)生院和能源部 迄今為止在生命科學(xué)領(lǐng)域最宏大的研究計(jì)劃人類基因組計(jì)劃 主要內(nèi)容是完成人體23對染色體的全部基因的遺傳作圖和物理作圖，完成23對染色體上30億個(gè)堿基的序列測定 以美國為主、包括英國、法國

2、、日本和中國多國科學(xué)家參加的國際合作計(jì)劃9.7 人類基因組計(jì)劃 人類基因組計(jì)劃主要應(yīng)用了4方面相互配合與補(bǔ)充的研究方法和技術(shù)：1. 用RFLP等標(biāo)記出包含大約1 Mb的超大片段進(jìn)行定位作圖2. 用RFLP把超大片段分割成10多個(gè)包含100 kb的大片段，做出它們的物理圖3. 用酵母人工染色體(YACs）或其他載體構(gòu)建包含其中小片段的一系列重疊的克隆，約0.51.0 Mb4. 對小片段逐個(gè)進(jìn)行測序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)染色體的測序和作圖 1992年，酵母3號染色體DNA的全部315 357個(gè)堿基序列的測定，這是人類完成的第一條真核生物染色體DNA的全序列。 1995年，科學(xué)家們獲得了人類第3、第16和

3、第22號染色體的高密度物理圖。 1996年，科學(xué)家們完成酵母其他15條染色體的堿基序列測定。 1997年，大腸桿菌基因組序列測定宣告完成。 1999年12月1日，科學(xué)家們宣布，人類第22號染色體，含3.34107個(gè)堿基序列的測定已經(jīng)全部完成，這是人類完成的第一條人類自身染色體的全序列測定。 2000年6月26日，人類基因組工作框架圖完成，標(biāo)志著功能基因組時(shí)代的到來。 科學(xué)家們對人類基因組的性質(zhì)和作用的認(rèn)識在不斷地深化。 未來：健康領(lǐng)域、基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域（一）基因工程的基本原理和方法（一）基因工程的基本原理和方法v基因工程的實(shí)現(xiàn)主要分為三個(gè)步驟：基因工程的實(shí)現(xiàn)主要分為三個(gè)步驟：v第一步：目的基因

4、的分離或制備：人工分離生物基因組群中第一步：目的基因的分離或制備：人工分離生物基因組群中目的基因及內(nèi)切酶定位切割或人工酶促合成目的基因及內(nèi)切酶定位切割或人工酶促合成 v第二步：重組第二步：重組DNADNA：選擇載體及目的基因與載體基因重組選擇載體及目的基因與載體基因重組 v第三步：導(dǎo)入與表達(dá)：重組第三步：導(dǎo)入與表達(dá)：重組DNADNA導(dǎo)入受體細(xì)胞，目的基因表導(dǎo)入受體細(xì)胞，目的基因表達(dá)出目的效應(yīng)和性狀達(dá)出目的效應(yīng)和性狀 v實(shí)現(xiàn)以上三步需要進(jìn)行以下工作：實(shí)現(xiàn)以上三步需要進(jìn)行以下工作： v 1) 1) 尋找目標(biāo)基因?qū)ふ夷繕?biāo)基因 v 2) 2) 取得目標(biāo)基因取得目標(biāo)基因 v 3) 3) 基因的載體問題：

5、現(xiàn)主要有質(zhì)粒載體、基因的載體問題：現(xiàn)主要有質(zhì)粒載體、病毒載體、脂質(zhì)載體、原生質(zhì)載體病毒載體、脂質(zhì)載體、原生質(zhì)載體轉(zhuǎn)基因小鼠：導(dǎo)入人類轉(zhuǎn)基因小鼠：導(dǎo)入人類基因，基因，具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。在迷宮實(shí)驗(yàn)中，能力。在迷宮實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)基因鼠覓食本領(lǐng)比普轉(zhuǎn)基因鼠覓食本領(lǐng)比普通鼠要高許多，同時(shí)對通鼠要高許多，同時(shí)對迷宮中食物存放地點(diǎn)記迷宮中食物存放地點(diǎn)記憶更清楚。憶更清楚。美國轉(zhuǎn)基因豬，其體內(nèi)含有人類的基美國轉(zhuǎn)基因豬，其體內(nèi)含有人類的基因，乳汁含有人體蛋白因，乳汁含有人體蛋白fator。只只需需300600只這樣的母豬就能滿足只這樣的母豬就能滿足全世界對這種蛋白的需求。全世界對這種蛋白的需求。v人

6、胰島素人胰島素 從豬和牛的胰臟提取，獲得從豬和牛的胰臟提取，獲得100g胰胰島素需島素需8001000kg的牛胰臟?，F(xiàn)在用基因工程的牛胰臟?，F(xiàn)在用基因工程方法在大腸桿菌中表達(dá)產(chǎn)生。方法在大腸桿菌中表達(dá)產(chǎn)生。v人生長激素人生長激素 具有物種特異性，只能用人的具有物種特異性，只能用人的生長激素來治療侏儒癥。以前從尸體腦垂體中提生長激素來治療侏儒癥。以前從尸體腦垂體中提取，來源非常有限，現(xiàn)在用基因工程方法在大腸取，來源非常有限，現(xiàn)在用基因工程方法在大腸桿菌中表達(dá)產(chǎn)生。桿菌中表達(dá)產(chǎn)生。v干擾素干擾素 體外培養(yǎng)人體細(xì)胞來生產(chǎn)，產(chǎn)量低，體外培養(yǎng)人體細(xì)胞來生產(chǎn)，產(chǎn)量低，成本高，現(xiàn)用重組大腸桿菌生產(chǎn)。成本高，

7、現(xiàn)用重組大腸桿菌生產(chǎn)。 不易腐爛的番茄不易腐爛的番茄 抗蟲植物抗蟲植物 化學(xué)農(nóng)藥化學(xué)農(nóng)藥兔毛棉花在我國培育成功：用兔毛棉花在我國培育成功：用兔的一種角蛋白轉(zhuǎn)化棉花，棉兔的一種角蛋白轉(zhuǎn)化棉花，棉花纖維質(zhì)量好，具有兔毛般的花纖維質(zhì)量好，具有兔毛般的光澤。光澤。1990年年9月月14日美國政府首次批準(zhǔn)了一項(xiàng)基因治療臨日美國政府首次批準(zhǔn)了一項(xiàng)基因治療臨床研究計(jì)劃：對一臺患有腺苷脫氨酶（床研究計(jì)劃：對一臺患有腺苷脫氨酶（ADA）缺陷缺陷的重度聯(lián)合免疫缺陷癥（的重度聯(lián)合免疫缺陷癥（SCID）4歲女童進(jìn)行基因歲女童進(jìn)行基因治療并獲得成功。該患者今年已經(jīng)治療并獲得成功。該患者今年已經(jīng)10歲了。從而開歲了。從而開創(chuàng)了醫(yī)學(xué)界的新紀(jì)元。創(chuàng)了醫(yī)學(xué)界的新紀(jì)元。其它：基因資源、基因武器其它：基因資源、基因武器v1、