6.2《基因工程及其應(yīng)用》 課件 楊秋媚

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1、第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用學(xué)習(xí)指導(dǎo)1、了解基因工程的大致過(guò)程和方法。3、體會(huì)基因工程“剪、拼、接、轉(zhuǎn)”的主要過(guò)程2、能簡(jiǎn)述基因工程所用到的“工具”4、舉例說(shuō)出基因工程的應(yīng)用通過(guò)研究“基因敲除”的耗子將幫助研究人類的癌癥、糖尿病和高血壓等慢性疾病與遺傳的關(guān)系。轉(zhuǎn)基因羊　　具有生長(zhǎng)快、毛質(zhì)、肉質(zhì)好、疾病少及耐粗飼料等優(yōu)點(diǎn)。在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育出健康活潑的小猴“安迪”。　　通過(guò)對(duì)“安迪”的研究我們可以簡(jiǎn)單地引進(jìn)如老年性癡呆病的基因、帕金森病基因等，加快針對(duì)這類疾病疫苗的開(kāi)發(fā)研究?；蚬こ桃弧』蚬こ痰脑?/p>

2、理基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。也就是按照人們的意愿，把一種生物的個(gè)別基因出來(lái)，加以，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地生物的遺傳性狀?；蚬こ淌窃贒NA水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工?；蚬こ烫崛⌒揎椄脑旄脑旆肿蛹咨镆疑锶〕鰞?yōu)秀基因“剪切”“拼接”新類型表達(dá)新的生物產(chǎn)品基因敲除技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)生物新類型敲除不利基因新的生物產(chǎn)品一、基因操作的工具１、基因的剪刀──限制性內(nèi)切酶（限制酶）一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。重播DNA被限制酶切斷后有兩

3、個(gè)反向互補(bǔ)的“黏性末端”。被同一種限制切斷的幾個(gè)DNA具有相同的黏性末端，能夠通過(guò)互補(bǔ)進(jìn)行配對(duì)。重播２、基因的針線──DNA連接酶連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來(lái)，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體運(yùn)載體必須同時(shí)滿足三個(gè)要求：①能與目的基因結(jié)合；②能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；③比較容易得到。　　科學(xué)家發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等能同時(shí)滿足以上三個(gè)要求。目前被較廣泛提取使用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲(chóng)基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因

4、等。二、基因操作的基本步驟１、提取目的基因——將　需要的基因從供體生物　的細(xì)胞內(nèi)提取出來(lái)。供體生物細(xì)胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因限制酶提取目的基因的方法用限制酶切斷成許多片段⑴直接分離基因——鳥(niǎo)槍法將供體生物的DNA用限制酶切割為許多片段，再用運(yùn)載體將這些片段都運(yùn)載到受體生物的不同細(xì)胞中去。只要有一個(gè)細(xì)胞獲得了需要的目的基因并得以表達(dá)，基因工程就算成功了。　　該法最大的缺點(diǎn)是帶有很大的盲目性，工作量大，成功率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。⑵人工合成基因法DNA合成儀有兩種方法：　　　　?、?/p>

5、逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。　?、谥苯雍铣煞ǎ焊鶕?jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。2、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，在連拉酶的作用下連接形成重組DNA分子。3、將目的基因?qū)胧?　體細(xì)胞并使之?dāng)U增導(dǎo)入擴(kuò)增要讓目的基因表達(dá)，必須將它導(dǎo)入受體細(xì)胞并進(jìn)行擴(kuò)增。　　為獲得

6、目的基因的表達(dá)產(chǎn)物時(shí)，通常以大腸桿菌等無(wú)害易得的細(xì)菌為受體。為改進(jìn)某種生物時(shí)，將欲改進(jìn)的生物細(xì)胞為受體。4、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)前三步的處理十分繁鎖，為保證目的基因得到有效利用，通常用大量的受體細(xì)胞來(lái)接受不多的目的基因。這樣，處理的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必須將它從中檢測(cè)出來(lái)。無(wú)表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無(wú)表達(dá)產(chǎn)物細(xì)菌的檢測(cè)，將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無(wú)表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。多細(xì)胞生物的檢測(cè)，將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育成完整個(gè)體，檢

7、測(cè)這些個(gè)體是否攝入目的基因，攝入的基因是否表達(dá)（是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀）。淘汰無(wú)變化的個(gè)體，保留有相應(yīng)變化的個(gè)體進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲(chóng)，如蟲(chóng)吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說(shuō)明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達(dá)。如蟲(chóng)吃后中毒死亡，則說(shuō)明攝入了抗蟲(chóng)基因并得到表達(dá)。二　基因工程的成果與發(fā)展前景１、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生我國(guó)生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來(lái)源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)格往往十分昂貴。微生物生長(zhǎng)迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們

8、產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問(wèn)題，還能大大降低生產(chǎn)成本。胰島素是治療糖尿病的特效藥，長(zhǎng)期以來(lái)只能依靠從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)