基因工程與轉(zhuǎn)基因生物

含有綠色熒光蛋白基因的水母基因工程與轉(zhuǎn)基因生物一、基因工程定義：基因工程是指依據(jù)預(yù)先設(shè)計的藍(lán)圖，用人工方法將某種生物的基因，接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達(dá)，使后者獲得新的遺傳性狀，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物，或創(chuàng)造出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術(shù)。分支：微生物基因工程、植物基因工程、動物基因工程轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能否將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物的基因組中，并使其表達(dá)出具有特定用途的產(chǎn)物或創(chuàng)造出新的生物類型呢？獲取抗蟲基因與運(yùn)載體拼接成重組DNA導(dǎo)入選育棉花細(xì)胞內(nèi)篩選轉(zhuǎn)基因抗蟲棉基因工程的三種工具化學(xué)剪刀——限制酶化學(xué)漿糊——DNA連接酶分子運(yùn)輸車——質(zhì)粒、病毒限制酶能識別雙鏈DNA分子的某種特定脫氧核苷酸序列，并且切斷其中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的鍵。G

AATTCC

TTAAGGCTTAAAATTCG限制酶EcoRⅠ識別和切割的堿基序列粘性末端粘性末端ATTCGAAGCT

TA限制酶HindⅢ識別和切割的堿基序列粘性末端粘性末端CCCGGGGGGCCC限制酶SmaⅠ識別和切割的堿基序列平末端平末端CCCGG

GGGG

CCCDNA連接酶DNA連接酶主要用于基因工程，將由限制性核酸內(nèi)切酶“剪”出的粘性末端重新組合，故也稱“基因針線”或“化學(xué)漿糊”。高中生物教材中提到的E·coliDNA連接酶，來源于大腸桿菌，可用于連接粘性末端；T4DNA連接酶，來源于T4噬菌體，可用于連接粘性末端和平末端，但連接效率低。DNA連接酶連接作用示意圖質(zhì)粒質(zhì)粒是細(xì)菌中獨(dú)立于擬核DNA之外，能自主復(fù)制的雙鏈閉環(huán)的DNA分子質(zhì)粒DNA分子通常有特殊的遺傳標(biāo)記基因即抗生素抗性基因，如抗四環(huán)素抗性基因，抗青霉素抗性基因等，可據(jù)此進(jìn)行重組DNA的鑒定和篩選。二、基因工程的基本過程獲取目的基因目的基因與運(yùn)載體重組重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選含目的基因的受體細(xì)胞1、獲取目的基因目的基因是人們?yōu)榱说玫狡浔磉_(dá)產(chǎn)物而把它轉(zhuǎn)入到新的生物體中去的基因。方法：從生物體細(xì)胞中分離化學(xué)方法人工合成DNA合成儀PCR擴(kuò)增儀取出DNA用限制酶切斷DNA2、目的基因與運(yùn)載體重組連接酶DNA3、重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞能接納重組質(zhì)粒的活細(xì)胞稱為受體細(xì)胞，可以是微生物、動物細(xì)胞或植物細(xì)胞。方法：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、化學(xué)轉(zhuǎn)化法、電轉(zhuǎn)化法、顯微注射法、基因槍等4、篩選含目的基因的受體細(xì)胞將重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的概率極低，一般只有10-7左右，需要進(jìn)行篩選。氨芐青霉素抗性基因重組質(zhì)粒三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用微生物基因工程應(yīng)用：藥用蛋白質(zhì)的規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)點(diǎn)：微生物繁殖迅速，結(jié)構(gòu)簡單，遺傳操作容易，周期較短，可以通過發(fā)酵大量生產(chǎn)植物基因工程科學(xué)家已經(jīng)分離了抗蟲、抗病、抗除草劑、抗旱、抗鹽堿、抗凍、改變花色以及提高作物產(chǎn)量或品質(zhì)的基因，成功轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物或園藝植物中，培育成轉(zhuǎn)基因植物。植物疫苗：把某種疾病的疫苗基因轉(zhuǎn)入植物，通過生食果實(shí)（如香蕉、番茄等）或營養(yǎng)器官來替代疫苗接種。動物基因工程轉(zhuǎn)生長激素基因鼠動物基因工程通常以動物的受精卵作為受體細(xì)胞，用顯微注射的方法將目的基因?qū)雱游锏氖芫阎?，再使受精卵發(fā)育成個體而獲得轉(zhuǎn)基因動物。應(yīng)用：獲得具有優(yōu)良性狀的動物新品種乳腺生物反應(yīng)器：通過動物分泌的乳汁獲得人源性蛋白質(zhì)藥物四、轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性擔(dān)心對策轉(zhuǎn)基因生物本身是否會對生態(tài)環(huán)境造成不利的影響（主要集中在轉(zhuǎn)基因植物上）對轉(zhuǎn)基因植物栽培地周圍的環(huán)境實(shí)行嚴(yán)格的控制和監(jiān)測，杜絕通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生的基因向其他生物擴(kuò)散轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品是否會對人類的健康造成危害（主要是轉(zhuǎn)基因食品安全性問題）食品上市前進(jìn)行嚴(yán)