基因重组和基因工程

1、基因重组和基因工程（一）同源重组（一）同源重组（一）（一）DNA分子的加工与工具酶分子的加工与工具酶限制性内切酶与连接酶分子剪刀和分子针线1、凝胶电泳技术、凝胶电泳技术DNA的变性与复性限制酶A、B限制酶A限制酶B2kb3kb5kb2kb8kb3kb7kbAB2kb5kb3kb面包酵母面包酵母蛔虫蛔虫果蝇果蝇芥菜芥菜 1988年，美国国家卫生院和能源部 迄今为止在生命科学领域最宏大的研究计划人类基因组计划 主要内容是完成人体23对染色体的全部基因的遗传作图和物理作图，完成23对染色体上30亿个碱基的序列测定 以美国为主、包括英国、法国、日本和中国多国科学家参加的国际合作计划9.7 人类基因组计

2、划 人类基因组计划主要应用了4方面相互配合与补充的研究方法和技术：1. 用RFLP等标记出包含大约1 Mb的超大片段进行定位作图2. 用RFLP把超大片段分割成10多个包含100 kb的大片段，做出它们的物理图3. 用酵母人工染色体(YACs）或其他载体构建包含其中小片段的一系列重叠的克隆，约1.0 Mb4. 对小片段逐个进行测序，进而实现对整个染色体的测序和作图 1992年，酵母3号染色体DNA的全部315 357个碱基序列的测定，这是人类完成的第一条真核生物染色体DNA的全序列。 1995年，科学家们获得了人类第3、第16和第22号染色体的高密度物理图。 1996年，科学家们完成酵母其他1

3、5条染色体的碱基序列测定。 1997年，大肠杆菌基因组序列测定宣告完成。 1999年12月1日，科学家们宣布，人类第22号染色体，含3.34107个碱基序列的测定已经全部完成，这是人类完成的第一条人类自身染色体的全序列测定。 2000年6月26日，人类基因组工作框架图完成，标志着功能基因组时代的到来。 科学家们对人类基因组的性质和作用的认识在不断地深化。 未来：健康领域、基础科学研究领域（一）基因工程的基本原理和方法（一）基因工程的基本原理和方法v基因工程的实现主要分为三个步骤：基因工程的实现主要分为三个步骤：v第一步：目的基因的分离或制备：人工分离生物基因组群中第一步：目的基因的分离或制备：

4、人工分离生物基因组群中目的基因及内切酶定位切割或人工酶促合成目的基因及内切酶定位切割或人工酶促合成 v第二步：重组第二步：重组DNADNA：选择载体及目的基因与载体基因重组：选择载体及目的基因与载体基因重组 v第三步：导入与表达：重组第三步：导入与表达：重组DNADNA导入受体细胞，目的基因表导入受体细胞，目的基因表达出目的效应和性状达出目的效应和性状 v实现以上三步需要进行以下工作：实现以上三步需要进行以下工作： v 1) 1) 寻找目标基因寻找目标基因 v 2) 2) 取得目标基因取得目标基因 v 3) 3) 基因的载体问题：现主要有质粒载体、基因的载体问题：现主要有质粒载体、病毒载体、脂

5、质载体、原生质载体病毒载体、脂质载体、原生质载体转基因小鼠：导入人类转基因小鼠：导入人类基因，具有较强的学习基因，具有较强的学习能力。在迷宫实验中，能力。在迷宫实验中，转基因鼠觅食本领比普转基因鼠觅食本领比普通鼠要高许多，同时对通鼠要高许多，同时对迷宫中食物存放地点记迷宫中食物存放地点记忆更清楚。忆更清楚。美国转基因猪，其体内含有人类的基美国转基因猪，其体内含有人类的基因，乳汁含有人体蛋白因，乳汁含有人体蛋白fator。只。只需需300600只这样的母猪就能满足只这样的母猪就能满足全世界对这种蛋白的需求。全世界对这种蛋白的需求。v人胰岛素人胰岛素 从猪和牛的胰脏提取，获得从猪和牛的胰脏提取，获

6、得100g胰胰岛素需岛素需8001000kg的牛胰脏。现在用基因工程的牛胰脏。现在用基因工程方法在大肠杆菌中表达产生。方法在大肠杆菌中表达产生。v人生长激素人生长激素 具有物种特异性，只能用人的具有物种特异性，只能用人的生长激素来治疗侏儒症。以前从尸体脑垂体中提生长激素来治疗侏儒症。以前从尸体脑垂体中提取，来源非常有限，现在用基因工程方法在大肠取，来源非常有限，现在用基因工程方法在大肠杆菌中表达产生。杆菌中表达产生。v干扰素干扰素 体外培养人体细胞来生产，产量低，体外培养人体细胞来生产，产量低，成本高，现用重组大肠杆菌生产。成本高，现用重组大肠杆菌生产。 不易腐烂的番茄不易腐烂的番茄 抗虫植物抗虫植物 化学农药化学农药兔毛棉花在我国培育成功：