基因重組與基因工程

10、基因重組與基因工程自然界生物的基因重組DNA重組技術(shù)基因工程10.1自然界生物的基因重組（一）同源重組（二）非同源重組轉(zhuǎn)座子與跳躍基因10.2DNA重組技術(shù)（一）DNA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（二）、DNA片斷的分離和檢測(cè)1、凝膠電泳技術(shù)2、核酸雜交技術(shù)熒光原位雜交顯示端粒DNA的變性與復(fù)性3、基因圖譜和DNA序列分析（1）限制性作圖與RFLP限制酶A、B限制酶A限制酶B2kb3kb5kb2kb8kb3kb7kbAB2kb5kb3kb基因圖（DNA測(cè)序儀顯示的堿基排列順序)（2）DNA序列分析已完成測(cè)序工作的生物面包酵母蛔蟲果蠅芥菜1988年，美國(guó)國(guó)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(duì)染色體的全部基因的遺傳作圖和物理作圖，完成23對(duì)染色體上30億個(gè)堿基的序列測(cè)定以美國(guó)為主、包括英國(guó)、法國(guó)、日本和中國(guó)多國(guó)科學(xué)家參加的國(guó)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1Mb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100kb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0.5～1.0Mb4.對(duì)小片段逐個(gè)進(jìn)行測(cè)序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)染色體的測(cè)序和作圖1992年年，酵母3號(hào)染色體體DNA的的全部315357個(gè)堿基基序列的測(cè)測(cè)定，這是是人類完成成的第一條條真核生物物染色體DNA的全全序列。1995年，，科學(xué)家們獲獲得了人類第第3、第16和第22號(hào)號(hào)染色體的高高密度物理圖圖。1996年，，科學(xué)家們完完成酵母其他他15條染色色體的堿基序序列測(cè)定。1997年，，大腸桿菌基基因組序列測(cè)測(cè)定宣告完成成。1999年12月1日，，科學(xué)家們宣宣布，人類第第22號(hào)染色色體，含3.34×107個(gè)堿基序列的的測(cè)定已經(jīng)全全部完成，這這是人類完成成的第一條人人類自身染色色體的全序列列測(cè)定。2000年6月26日，，人類基因組組工作框架圖圖完成，標(biāo)志志著功能基因因組時(shí)代的到到來。科學(xué)家們對(duì)人人類基因組的的性質(zhì)和作用用的認(rèn)識(shí)在不不斷地深化。。未來：健康領(lǐng)領(lǐng)域、基礎(chǔ)科科學(xué)研究領(lǐng)域域……（三）DNA序列的復(fù)制制（一）DNA克隆技術(shù)2、PCR技技術(shù)10.3基基因工程程（一）基因工工程的基本原原理和方法基因工程的實(shí)實(shí)現(xiàn)主要分為為三個(gè)步驟：：第一步：目的的基因的分離離或制備：人人工分離生物物基因組群中中目的基因及及內(nèi)切酶定位位切割或人工工酶促合成第二步：重組組DNA：選選擇載體及目目的基因與載載體基因重組組第三步：導(dǎo)入入與表達(dá)：重重組DNA導(dǎo)導(dǎo)入受體細(xì)胞胞，目的基因因表達(dá)出目的的效應(yīng)和性狀狀實(shí)現(xiàn)以上三三步需要進(jìn)進(jìn)行以下工工作：1)尋找找目標(biāo)基因因2)取得得目標(biāo)基因因3)基因因的載體問問題：現(xiàn)主主要有質(zhì)粒粒載體、病病毒載體、、脂質(zhì)載體體、原生質(zhì)質(zhì)載體（2）轉(zhuǎn)基因生物物的生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因小鼠鼠：導(dǎo)入人人類基因，，具有較強(qiáng)的的學(xué)習(xí)能力力。在迷宮宮實(shí)驗(yàn)中，，轉(zhuǎn)基因鼠鼠覓食本領(lǐng)領(lǐng)比普通鼠鼠要高許多多，同時(shí)對(duì)對(duì)迷宮中食食物存放地地點(diǎn)記憶更更清楚。（二）基因工程的的應(yīng)用1、特殊蛋蛋白質(zhì)的大大量生產(chǎn)乳汁中分泌泌人凝血因因子IX的的轉(zhuǎn)基因山山羊美國(guó)轉(zhuǎn)基因因豬，其體體內(nèi)含有人人類的基因因，乳汁含含有人體蛋蛋白fatorⅧ。。只需300～600只這樣樣的母豬就就能滿足全全世界對(duì)這這種蛋白的的需求。人胰島素從豬和牛的的胰臟提取取，獲得100g胰胰島素需800－1000kg的牛胰胰臟?，F(xiàn)在在用基因工工程方法在在大腸桿菌菌中表達(dá)產(chǎn)產(chǎn)生。人生生長(zhǎng)長(zhǎng)激激素素具有有物物種種特特異異性性，，只只能能用用人人的的生生長(zhǎng)長(zhǎng)激激素素來來治治療療侏侏儒儒癥癥。。以以前前從從尸尸體體腦腦垂垂體體中中提提取取，，來來源源非非常常有有限限，，現(xiàn)現(xiàn)在在用用基基因因工工程程方方法法在在大大腸腸桿桿菌菌中中表表達(dá)達(dá)產(chǎn)產(chǎn)生生。。干擾擾素素體外外培培養(yǎng)養(yǎng)人人體體細(xì)細(xì)胞胞來來生生產(chǎn)產(chǎn)，，產(chǎn)產(chǎn)量量低低，，成成本本高高，，現(xiàn)現(xiàn)用用重重組組大大腸腸桿桿菌菌生生產(chǎn)產(chǎn)。。

不易易腐腐爛爛的的番番茄茄

2、、動(dòng)動(dòng)物物植植物物的的遺遺傳傳改改良良抗蟲蟲植植物物化化學(xué)學(xué)農(nóng)農(nóng)藥藥兔毛毛棉棉花花在在我我國(guó)國(guó)培培育育成成功功：：用用兔兔的的一一種種角角蛋蛋白白轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化棉棉花花，，棉棉花花纖纖維維質(zhì)質(zhì)量量好好，，具具有有兔兔毛毛般般的的光光澤澤。。3、、人人類類基基因因治治療療（1））體體細(xì)細(xì)胞胞基基因因治治療療1990年9月14日美美國(guó)國(guó)政政府府首首次次批批準(zhǔn)準(zhǔn)了了一一項(xiàng)項(xiàng)基基因因治治療療臨臨床床研研究究計(jì)計(jì)劃劃：：對(duì)對(duì)一一臺(tái)臺(tái)患患有有腺腺苷苷脫脫氨氨酶酶（（ADA）缺缺陷陷的的重重度度聯(lián)聯(lián)合合免免疫疫缺缺陷陷癥癥（（SCID）4歲女女童童進(jìn)進(jìn)行行基基因因治治療療并并獲獲得得成成功功。。該該患患者者今今年年已已經(jīng)經(jīng)10歲了了。。從從而而開開創(chuàng)創(chuàng)了了醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)界界的的新新紀(jì)紀(jì)元元。。（2））種種系系基基因因治治療療：：將將外外源源基基因因?qū)?dǎo)入入性性細(xì)細(xì)胞胞、、受受精精卵卵、、早早期期胚胚細(xì)細(xì)胞胞————轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基基因因人人3、、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基基因因生生物物的的安安全全問問題題（1））轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基基因因生生物物的的環(huán)環(huán)境境風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)（2））轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基基因因生生物物的的安安全全和和倫倫理理問問題題其它它：：基基因因資資源源、、基基因因武武器器復(fù)習(xí)習(xí)題題1、、解解釋釋：：同同源源重重組組限限制制性性內(nèi)內(nèi)切切酶酶基因因克克隆隆基基因因工工