BT講基因工程講概論

1、1會計(jì)學(xué)BT講基因工程講概論講基因工程講概論26. 6. 設(shè)計(jì)一個(gè)基因克隆的程序設(shè)計(jì)一個(gè)基因克隆的程序。345 內(nèi)容提要內(nèi)容提要67With Restriction enzymesWith Restriction enzymeswith DNA ligase enzyme(Genetic transformation)8 基因工程是指將一種生物體（供體）的基因基因工程是指將一種生物體（供體）的基因與載體在體外進(jìn)行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生與載體在體外進(jìn)行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳并表達(dá)出新產(chǎn)物或新性狀的并表達(dá)出

2、新產(chǎn)物或新性狀的DNADNA體外操作程序，也體外操作程序，也稱為分子克隆技術(shù)。稱為分子克隆技術(shù)。 因此，因此，供體、受體、載體供體、受體、載體是重組是重組DNADNA技術(shù)的三技術(shù)的三大基本元件。大基本元件。體外重建、基因轉(zhuǎn)移體外重建、基因轉(zhuǎn)移和和外源表達(dá)外源表達(dá)是是重組重組DNADNA技術(shù)的三大環(huán)節(jié)。技術(shù)的三大環(huán)節(jié)。91011121314151617 本課程的地位：本課程的地位：現(xiàn)代科技革命現(xiàn)代科技革命高新技術(shù)高新技術(shù)生物技術(shù)生物技術(shù)基因工程基因工程基因克隆基因克隆18基因工程不是發(fā)現(xiàn)，而是創(chuàng)造?；蚬こ滩皇前l(fā)現(xiàn)，而是創(chuàng)造。19改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)概念 讓植物生產(chǎn)人體蛋白質(zhì)讓植物生產(chǎn)人體蛋白質(zhì) 生產(chǎn)促

3、性腺絨毛激素的矮牽牛生產(chǎn)促性腺絨毛激素的矮牽牛發(fā)光的水稻21 只只 有有 想想 不不 到到 的的 沒沒 有有 辦辦 不不 到到 的的基因重組基因重組222324 19441944年，美年，美國微生物學(xué)家國微生物學(xué)家AveryAvery證明基證明基因就是因就是DNADNA分分子，提出子，提出 DNADNA是遺傳信息的是遺傳信息的載體。載體。2527DNA RNA proteinReplicationReplication TranscriptionReverse Transcription Translation中心法則（the central dogma）DNARNAProtein303132

4、目 錄33mRNA分子上從分子上從5 至至3 的的方向方向,每每3個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸構(gòu)建一個(gè)密碼子，編碼某一特定氨基酸或作為構(gòu)建一個(gè)密碼子，編碼某一特定氨基酸或作為蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號，稱為蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號，稱為三聯(lián)體密三聯(lián)體密碼碼(triplet codon)，也稱遺傳密碼子，也稱遺傳密碼子(genetic codon)。解決了信息語言的對應(yīng)關(guān)系。解決了信息語言的對應(yīng)關(guān)系。34密碼: 43 = 64 35遺傳密碼具有的特點(diǎn)遺傳密碼具有的特點(diǎn)2) 方向性方向性3637目 錄383940414243444546 5、 DNA分析、鑒定分析、鑒定技術(shù)技術(shù) 酶切分析技術(shù)（核酸酶切分析技

5、術(shù)（核酸分辨分辨儀）儀） 核酸分子雜交技術(shù)（核酸核酸分子雜交技術(shù)（核酸探測探測儀）儀） 序列分析（密碼序列分析（密碼復(fù)讀復(fù)讀機(jī)）機(jī)） 生物信息學(xué)（生物信息學(xué)（密碼密碼破譯破譯機(jī)）機(jī)） 474849 19701970年，年， MIT MIT 的科學(xué)家率先提出在的科學(xué)家率先提出在體外把不同來源的遺傳物質(zhì)進(jìn)行重組的體外把不同來源的遺傳物質(zhì)進(jìn)行重組的設(shè)想，但遭到反對，不予支持。沒能進(jìn)設(shè)想，但遭到反對，不予支持。沒能進(jìn)行試驗(yàn)。行試驗(yàn)。 19721972年，年， BoyerBoyer等在發(fā)現(xiàn)限制性核等在發(fā)現(xiàn)限制性核酸內(nèi)切酶酸內(nèi)切酶EcoR I EcoR I 的基礎(chǔ)上，開始了實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開始了實(shí)驗(yàn)。50基

6、因工程的大膽嘗試基因工程的大膽嘗試51基因工程的誕生基因工程的誕生1980年年Nobel化學(xué)獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)19721972年斯坦福大學(xué)的年斯坦福大學(xué)的Paul BergPaul Berg小組完成小組完成了首次體外重組實(shí)驗(yàn)。了首次體外重組實(shí)驗(yàn)。 Berg的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)5253pSC101545556575859606162636465切割：切割：連接酶連接酶連接：連接：6667轉(zhuǎn)移：轉(zhuǎn)移：68篩選：篩選：69表達(dá)：表達(dá)： 重組重組DNADNA操作一般步驟操作一般步驟：（1 1）分分離離：提取和獲得目的基因：提取和獲得目的基因 和載體和載體DNADNA；（2 2）切切割割：分別對目的基因和載體

7、：分別對目的基因和載體DNADNA 酶切酶切；（3 3）連連接接：目的基因與載體連接，：目的基因與載體連接， 形成新的重組形成新的重組 DNADNA分子；分子；（4 4）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化：用重組：用重組DNADNA分子轉(zhuǎn)化受體分子轉(zhuǎn)化受體 細(xì)胞；細(xì)胞；（5 5）篩篩選選：能在受體細(xì)胞中復(fù)制和遺：能在受體細(xì)胞中復(fù)制和遺 傳；對轉(zhuǎn)化子篩選和鑒定傳；對轉(zhuǎn)化子篩選和鑒定；（6 6）表表達(dá)：達(dá)：對獲得外源基因的細(xì)胞或生對獲得外源基因的細(xì)胞或生 物體通過培養(yǎng)，獲得所需的物體通過培養(yǎng)，獲得所需的 遺傳性狀或表達(dá)出所需要的遺傳性狀或表達(dá)出所需要的 產(chǎn)物。產(chǎn)物。72 圖圖2-1 基因工程技術(shù)流程圖基因工程技術(shù)流程圖 7

8、3提高外源基因的劑量提高外源基因的劑量 分子遺傳學(xué)原理分子遺傳學(xué)原理篩選修飾重組基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件，如：篩選修飾重組基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件，如： 啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、操作子、終止子、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、操作子、終止子、 上游調(diào)控序列等上游調(diào)控序列等分子生物學(xué)原理分子生物學(xué)原理修飾構(gòu)建蛋白質(zhì)生物合成的翻譯調(diào)控元件，如：修飾構(gòu)建蛋白質(zhì)生物合成的翻譯調(diào)控元件，如： SD序列、序列、mRNA非編碼區(qū)、密碼子等非編碼區(qū)、密碼子等 分子生物學(xué)原理分子生物學(xué)原理 基因工程菌（基因工程菌（微型生物反應(yīng)器微型生物反應(yīng)器）增殖及穩(wěn)定生產(chǎn)）增殖及穩(wěn)定生產(chǎn) 生化工程學(xué)原理生化工程學(xué)原理 74核酸凝膠電泳技術(shù)核酸凝膠電泳技

9、術(shù)核酸分子雜交技術(shù)核酸分子雜交技術(shù)細(xì)菌轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)染技術(shù)細(xì)菌轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)染技術(shù)DNADNA序列分析技術(shù)序列分析技術(shù)寡核苷酸合成技術(shù)寡核苷酸合成技術(shù)基因定點(diǎn)突變技術(shù)基因定點(diǎn)突變技術(shù)聚合酶鏈反應(yīng)（聚合酶鏈反應(yīng)（PCRPCR）技術(shù)）技術(shù)75n運(yùn)輸工具：運(yùn)輸工具：n細(xì)菌質(zhì)粒細(xì)菌質(zhì)粒n病毒病毒nDNADNA操作技術(shù)操作技術(shù)n純化純化DNADNAn剪切剪切DNADNA分子分子n分析分析DNADNA片段大小片段大小n連接連接DNADNA分子分子n受體細(xì)胞的制備受體細(xì)胞的制備n將將DNADNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞并擴(kuò)增轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞并擴(kuò)增n重組子的篩選和鑒定重組子的篩選和鑒定n目的基因的表達(dá)目的基因的表達(dá)76Thank You for Thank You for Your Attention!Your Attention!謝謝 謝謝77 基因工程是指將一種生物體（供體）的基因基因工程是指將一種生物體（供體）的基因與載體在體外進(jìn)行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生與載體在體外進(jìn)行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳并表達(dá)出新產(chǎn)物或新性狀的并表達(dá)出新產(chǎn)物或新性狀的DNADNA體外操作程序，也體外操作程序，也稱為分子克隆技術(shù)。稱為分子克隆技術(shù)。 因此，因此，供體、受體、載體供體、受體、載體是重組