基因重組與基因工程2

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1、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

2、包酵母蛔蟲果蠅芥菜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(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)定以美國為主、包括英國、法國、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

3、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，酵母3號(hào)染色體DNA的全部315357個(gè)堿基序列的測(cè)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和第22號(hào)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(cè)定。1997年，大腸桿菌基因組序列測(cè)定宣告完成。1999年12月1日，科學(xué)家們宣布，人類第22號(hào)染色體，含3.34×107個(gè)堿基序列的測(cè)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(cè)定。2000年6月26

4、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?？茖W(xué)家們對(duì)人類基因組的性質(zhì)和作用的認(rèn)識(shí)在不斷地深化。未來：健康領(lǐng)域、基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域……（三）DNA序列的復(fù)制（一）DNA克隆技術(shù)2、PCR技術(shù)10.3基因工程（一）基因工程的基本原理和方法基因工程的實(shí)現(xiàn)主要分為三個(gè)步驟：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第二步：重組DNA：選擇載體及目的基因與載體基因重組第三步：導(dǎo)入與表達(dá)：重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞，目的基因表達(dá)出目的效應(yīng)和性狀實(shí)現(xiàn)以上三步需要進(jìn)行以下工作：1)尋找目標(biāo)基因2)取得目標(biāo)基因3

5、)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（2）轉(zhuǎn)基因生物的生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因小鼠：導(dǎo)入人類基因，具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力。在迷宮實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)基因鼠覓食本領(lǐng)比普通鼠要高許多，同時(shí)對(duì)迷宮中食物存放地點(diǎn)記憶更清楚。（二）基因工程的應(yīng)用1、特殊蛋白質(zhì)的大量生產(chǎn)乳汁中分泌人凝血因子IX的轉(zhuǎn)基因山羊美國轉(zhuǎn)基因豬，其體內(nèi)含有人類的基因，乳汁含有人體蛋白fatorⅧ。只需300～600只這樣的母豬就能滿足全世界對(duì)這種蛋白的需求。人胰島素從豬和牛的胰臟提取，獲得100g胰島素需800－1000kg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。人生長(zhǎng)激素具有

6、物種特異性，只能用人的生長(zhǎng)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桿菌中表達(dá)產(chǎn)生。干擾素體外培養(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)。不易腐爛的番茄2、動(dòng)物植物的遺傳改良抗蟲植物化學(xué)農(nóng)藥兔毛棉花在我國培育成功：用兔的一種角蛋白轉(zhuǎn)化棉花，棉花纖維質(zhì)量好，具有兔毛般的光澤。3、人類基因治療（1）體細(xì)胞基因治療1990年9月14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(duì)一臺(tái)患有腺苷脫氨酶（ADA）缺陷的重度聯(lián)合免疫缺陷癥（SCID）4歲女童進(jìn)行基因治療并獲得成功。該患者今年已經(jīng)10歲了。從而開創(chuàng)了

7、醫(yī)學(xué)界的新紀(jì)元。（2）種系基因治療：將外源基因?qū)胄约?xì)胞、受精卵、早期胚細(xì)胞——轉(zhuǎn)基因人3、轉(zhuǎn)基因生物的安全問題（1）轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（2）轉(zhuǎn)基因生物的安全和倫理問題其它：基因資源、基因武器復(fù)習(xí)題1、解釋：同源重組限制性內(nèi)切酶基因克隆基因工程2、問答題：（1）限制酶和連接酶是常用的工具酶，它們?cè)诩庸NA分子時(shí)分別起什么作用？（2）基因工程的基本步驟（3）試舉例說明轉(zhuǎn)基因植物、動(dòng)物和微生物分別由哪些應(yīng)用價(jià)值?