《基因工程原理與應(yīng)用課件》

基因工程原理與應(yīng)用課件本課程將介紹什么是基因工程以及這一領(lǐng)域的歷史、主要技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域、優(yōu)缺點、倫理問題和實驗室操作。歡迎來到這個神奇而有趣的世界?；蚬こ蹋憾x和歷史背景1定義基因工程是指將生物體遺傳物質(zhì)進行分離、重組和再組裝，進而獲得新型基因組合或新型生物個體的一系列技術(shù)。2歷史20世紀(jì)60年代，戈登與斯坦利發(fā)明了基因剪切酶，開啟了基因工程的先河。此后，人類掌握了分子生物學(xué)和生物技術(shù)的基本理論，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了一批基礎(chǔ)性的技術(shù)。3應(yīng)用基因工程技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域，如轉(zhuǎn)基因生物的培育和應(yīng)用、基因治療、酶制劑的生產(chǎn)、疫苗的研發(fā)等領(lǐng)域?；蚬こ痰闹饕夹g(shù)基因克隆技術(shù)將DNA序列分離、純化、剪接,再將其插入到載體上,構(gòu)建具有所需功能的重組DNA分子?；蚩寺〖夹g(shù)的應(yīng)用十分廣泛。CRISPR技術(shù)CRISPR是一種基因組編輯技術(shù)，可精準(zhǔn)、快速地對基因組DNA進行定點切割、編輯和修復(fù)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，CRISPR已被用來治療癌癥和遺傳性疾病。基因編輯技術(shù)利用核酸修飾酶Cys2His2鋅指蛋白ZFP和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子TALEN等逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)工具指向特定的基因進行編輯，是目前最常用的基因編輯技術(shù)之一?；蚬こ痰膽?yīng)用領(lǐng)域和優(yōu)缺點應(yīng)用領(lǐng)域基因工程將廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域。優(yōu)點基因工程技術(shù)使基礎(chǔ)研究進展迅速，為人類治療一些為難的疾病提供希望。對常規(guī)基因治療無效的疾病能夠得到治療，取得了很好的效果。缺點基因工程技術(shù)的風(fēng)險主要在于可能引發(fā)的社會和生態(tài)問題。轉(zhuǎn)基因生物可能會與自然界的生物產(chǎn)生雜交，從而破壞生態(tài)平衡，也可能引起人類的不適應(yīng)性?；蚬こ痰纳婕暗膫惱韱栴}倫理問題舉例安全性問題基因工程技術(shù)對人類身體健康是否安全，以及轉(zhuǎn)基因生物對生態(tài)影響的安全性隱私問題基因工程的相關(guān)數(shù)據(jù)泄露，是否侵犯了公民的隱私權(quán)利工作倫理問題基因工程人員的職業(yè)道德和工作規(guī)范，是否符合倫理標(biāo)準(zhǔn)基因工程的實驗室操作流程和基本操作技能1實驗室操作流程樣本處理、DNA提取、DNA分子克隆、基因編輯、重組蛋白生產(chǎn)2基本操作技能滅菌、結(jié)晶、電泳、PCR、基因掃描、熒光標(biāo)記、溶液制備3注意事項實驗室操作應(yīng)嚴格遵循安全操作規(guī)范，例如戴手套、口罩、護目鏡等。實驗后需要做好后續(xù)處理和廢棄物處理?；蚬こ躺婕暗暮怂岷偷鞍踪|(zhì)分離技術(shù)核酸分離目的是為了提取基因組DNA片段，核酸分離一般采用聚丙烯酰胺凝膠電泳法、硅膠柱層析法和磁珠分離法等技術(shù)。蛋白質(zhì)分離蛋白質(zhì)分離常用的方法包括聚丙烯酰胺凝膠電泳法、高效液相色譜法、西方印跡分析法和質(zhì)譜分析法等?；蚬こ讨械腄NA序列分析技術(shù)和突變技術(shù)DNA序列分析技術(shù)核酸序列是生命體系的重要信息儲存形式。DNA序列分析技術(shù)主要有Sanger測序、二代測序、三代測序等。突變技術(shù)突變技術(shù)直接作用于DNA分子外顯子、內(nèi)含子或參與轉(zhuǎn)錄和調(diào)控的順式調(diào)節(jié)序列，產(chǎn)生或消除編碼蛋白質(zhì)的基因突變。目前被廣泛應(yīng)用于基因治療的研究中?；蚬こ讨械闹亟M蛋白生產(chǎn)技術(shù)和基因轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)1重組蛋白生產(chǎn)技術(shù)將人工合成的基因反應(yīng)載體導(dǎo)入表達微生物系統(tǒng)中，以該表達載體所攜帶的預(yù)定基因序列為模板，導(dǎo)致目的蛋白產(chǎn)生，經(jīng)過純化制備等步驟后得到最終產(chǎn)物。2基因轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)基因轉(zhuǎn)導(dǎo)是一種外源性的基因傳遞方式，利用載體將外源基因?qū)爰毎?。目前常用的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)主要還是基因轉(zhuǎn)染和基因轉(zhuǎn)化兩種方式?；蚬こ淘卺t(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用案例和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用應(yīng)用案例基因工程技術(shù)使得基因治療成為現(xiàn)實，大大促進了人類疾病的治療。如基因修復(fù)技術(shù)可用于治療遺傳疾病、克隆技術(shù)用于生產(chǎn)重組蛋白等。