第十章 動(dòng)物基因工程

第十一章動(dòng)物基因工程基因工程的概念：利用DNA體外重組或PCR擴(kuò)增技術(shù)從某種生物基因組中分離感興趣的基因，或是用人工合成的方法獲取基因，然后經(jīng)過一系列切割，加工修飾，連接反應(yīng)形成重組DNA分子，再將其轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞，以期獲得基因表達(dá)的過程.基因工程(geneengineering)常和以下名稱混用遺傳工程(geneticengineering);基因克隆(genecloning);分子克隆(molecularcloning);基因操作(genemanipulation);重組DNA技術(shù)(recombinationDNAtechnique)克隆(clone):作名詞時(shí)指含有某目的DNA片段的重組DNA分子或含有該重組分子的無性繁殖系.作動(dòng)詞時(shí)是指基因的分離與重組過程。第一節(jié)基因工程的發(fā)展歷程1973Cohen第一例成功的克隆實(shí)驗(yàn)1978Genentech公司人胰島素世界上第一種基因工程蛋白藥物

1982第一個(gè)基因工程藥物--重組人胰島素在英、美獲準(zhǔn)使用

1985第一批轉(zhuǎn)基因家畜（兔、豬和羊），中國轉(zhuǎn)基因魚

1993

基因工程西紅柿在美國上市1997

英國羅斯林研究所多莉羊耐農(nóng)藥/抗蟲能力

(第一代)Bt抗蟲玉米傳統(tǒng)玉米簡介4

(InputTraits)Source:Monsanto黃金米可以防治維生素A缺乏癥成為健康食品改變營養(yǎng)組成

(第二代)5(OutputTraits)世界轉(zhuǎn)基因作物大田釋放情況

(1987.1-1998.4)轉(zhuǎn)基因作物特性批準(zhǔn)項(xiàng)數(shù)所占比例抗除草劑129729.6%抗蟲104623.8%提高產(chǎn)品質(zhì)量88620.2%抗病毒4369.9%改善農(nóng)學(xué)性狀2114.8%抗真菌病2084.7%其他3036.9%總計(jì)4387100%轉(zhuǎn)基因作物種植面積[複製人!和我有什麼關(guān)係]陳文君著泛亞2001好好吃的樣子我也想吃!生產(chǎn)醫(yī)藥及工業(yè)用

(第三代)6(OutputTraits)胰島素分子結(jié)構(gòu)胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、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)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價(jià)格降低了30%-50%!胰島素生產(chǎn)車間帶有人生長激素基因的轉(zhuǎn)基因小鼠正常小鼠1982年:“超級鼠”干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。干擾素生產(chǎn)車間干擾素分子結(jié)構(gòu)基因工程人干擾素α-2b（安達(dá)芬）是我國第一個(gè)全國產(chǎn)化基因工程人干擾素α-2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細(xì)胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當(dāng)前國際公認(rèn)的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因魚生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)轉(zhuǎn)基因牛乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆Fourteenmonth-oldgeneticallyengineered(“biotech”)salmon(left)andnon-engineersalmon(right).世界上第一個(gè)….基因改造蕃茄1994年美國加州FlavrSavr

Tomato,CalgenePhotobyJackDykinga.SourcesARSPhotoUnit,2001,USDA.3SometimesBiotechnologyInvolvestheManipulationofNaturalBiologicalProcessesWithoutModifyingGenesDolly(left)wasaclonecreatedwithouttheneedforanygeneticmodifications.DollyandsurrogateMomTheBiotechnologyofReproductiveCloning(Science(2002)295:1443)CopyCat–theFirstClonedPetSoulMates–FiveGeneticallyIdenticalPigletsUSU’sContribution–AClonedMule基因工程試劑的高回報(bào)堿性成纖維細(xì)胞生長因子231元/ug紅細(xì)胞生成素1072元/ug白細(xì)胞介素-2410元/ug巨細(xì)胞粒細(xì)胞集落刺激因子1960元/ug胰島素10.2元/mg第二節(jié)基因工程的一般原理一、常用的工具酶限制性核酸內(nèi)切酶（Ⅱ類）切割DNADNA連接酶生成3′-5′磷酸二酯鍵DNA聚合酶Ⅰ探針標(biāo)記、補(bǔ)平3′末端反轉(zhuǎn)錄酶cDNA合成多聚核苷酸激酶5′磷酸化、探針標(biāo)記末端轉(zhuǎn)移酶3′末端多聚尾堿性磷酸酶切除末端磷酸基二、基因工程的基本程序一.分—載體和目的基因的分離二.切—限制性內(nèi)切酶的應(yīng)用三.接—載體與目的基因連接成重組體四.轉(zhuǎn)—基因序列轉(zhuǎn)入細(xì)胞五.篩—目的基因序列克隆的篩選和鑒定基因克隆示意圖一.分—載體和目的基因的分離（一）載體1.質(zhì)粒（plasmid)2.噬菌體（phage)3.動(dòng)物病毒載體（virus)質(zhì)?！嬖谟诩?xì)菌染色體外的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子理想的質(zhì)粒

1.拷貝數(shù)多;2.兩三個(gè)抗藥性基因terrampr

篩選標(biāo)志3.合適的限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)（單一）（二）.目的基因的來源和分離

1.PCR

2.基因組文庫

3.cDNA文庫

4.人工化學(xué)合成二.切—限制性內(nèi)切酶的應(yīng)用1.限制性內(nèi)切酶概念簡稱限制酶，是一類能識(shí)別雙鏈DNA分子中特定堿基序列，并由此切割DNA雙鏈結(jié)構(gòu)的核酸內(nèi)切酶。限制酶從原核生物中提取，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了600多種。