微遗-同源重组的应用ppt课件

1、同源重组的运用09生工夏章传同源重组概述同源重组homologous recombination即普通重组，是染色体之间进展遗传信息的方式之一，几乎一切生物都发生同源重组。如真核生物减数分裂中染色体的交换，细菌结合、转化、普遍性转导的遗传重组都属于同源重组。同源重组要求两个DNA分子的序列同源，同源区越长越有利于重组；同源区太短，那么难于发生重组。由于它依赖于大范围DNA同源顺序的联会，担任DNA配对和重组的蛋白质因子无碱基序列特异性，只需两条DNA序列一样或相近，重组便可以在联会部分的任何位置发生。当然，也存在重组热点，即某些序列发生重组的概率高于其它序列。同源重组也是对损伤DNA修复的一种

2、重要途径，即重组修复。同源重组的运用同源重组的运用价值 主要是用于基因敲除knock-out和基因敲进(knock-in) 研讨基因功能 转基因动物的制备 用于药物挑选的动物模型 转基因动物可作为“生物反响器消费药物基因敲进和敲进基因敲除knock out of gene:是基因打靶技术的一种，指外源DNA与受体细胞基因组中序列一样或相近的基因发生同源重组，从而替代受体细胞基因组中的一样或类似的基因序列，整合入受体细胞的基因组中。基因敲进knock in of gene：利用基因同源重组，将外源有功能的基因转入基因组中不存在或已失活的细胞中与其基因组中同源序列进展同源重组，在细胞内获得表达，这

3、一技术称为基因敲进。基因敲除和敲进的原理都是同源重组，即同源双交换，用克隆的外源基因取代基因组中野生型等位基因。两者不同点在于，基因敲除导入的外源基因是失活的、无功能的基因，基因敲进导入的是有活性和功能的基因。因此两者的详细用途有所不同。基因敲除和敲进都可用于基因功能的研讨，基因敲进那么也可用于突变基因的修复。 基因敲除是自80年代末以来开展起来的一种新型分子生物学技术，是经过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。通常意义上的基因敲除主要是运用DNA同源重组原理，用设计的同源片段替代靶基因片段，从而到达基因敲除的目的。随着基因敲除技术的开展，除了同源重组外，新的原理和技术也逐渐被运用，比

4、较胜利的有基因的插入突变和iRNA，它们同样可以到达基因敲除的目的。小鼠基因敲除实验基因敲出实践操作简要步骤：1、克隆目的基因及其两侧的DNA序列。2、经过插入抗性基因或者DNA缺失，对克隆的目的基因进展体外遗传改造，使克隆的目的基因失活。3、将经体外改造失活的目的基因引入受体细胞，使之与野生型基因进展同源重组。这两种基因取代，都是是利用内源基因序列两侧或外面的断裂点，用同源序列的目的基因整个置换内源基因。目前用于基因敲除的技术有Cre/Lox P系统、FLPI系统等。此法可产生准确的基因突变，也可正确纠正机体的基因突变。 研讨基因功能细菌和一些低等真核生物在进展基因取代时，克隆的基因能准确地

5、插入到染色体的同源部位，所以他们是研讨基因取代的理想资料。基因取代法除胜利用于细菌和酵母菌的基因分析外，还胜利地运用到老鼠和鸡的基因功能分析中。 转基因动物的制备转基因动物的运用领域1、生物反响器：药用或食品蛋白的大量消费，即转基因动物制药；2、疾病的动物模型：用于研讨、药物挑选、药物治疗、毒物测试；3、经过添加或删除基因来研讨基因的功能、调控和发育，如癌基因、免疫系统等；4、异种器官的移植；5、家畜种类的改良。转基因动物的运用领域 用于药物挑选的动物模型诱发性或实验性动物模型ExperimentalAnimalModels 用同源重组的方法，将致病要素作用于动物，呵斥动物组织、器官或全身一定

6、的损害，出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或毒使动物患相应的传染病，又如用化学致癌剂、放射线、致癌病毒诱发动物的肿瘤等。诱发性疾病动物模型具有能在短时间内复制出大量疾病模型，并能严厉控制各种条件使复制出的疾病模型适宜研讨目的需求等特点，因此为近代医学研讨所常用，特别是药物挑选研讨任务所首选。但诱发模型和自然产生的疾病模型在某些方面毕竟存在一定差别。因此在设计诱发性动物模型要尽量抑制其缺乏，发扬其特点。 用于药物挑选的动物模型用于药物挑选的动物模型例如：帕金森病动物模型，用于药物挑选。建立抗丙型肝炎病毒药物挑选的动物模型。精神分裂症动物模型及其药物挑选。高尿酸血症动物模型的建立及抗痛风中药的挑选

7、。要求：一类似性二反复性三可靠性四适用性和可控性 五易行性和经济性。 用于药物挑选的动物模型动物模型的意义和优越性 ：一防止了在人身上进展实验所带来的风险 。二临床上平常不易见到的疾病可用动物随时复制出来。三可以抑制人类某些疾病埋伏期长，病程长和发病率低的缺陷 。四可以严厉控制实验条件，加强实验资料的可比性 。五可以简化实验操作和样品搜集 。六有助于更全面地认识疾病的本质。 转基因动物可作为“生物反响器消费药物。转基因动物消费药物不仅开辟了制药业的新纪元，而且它也是转基因动物研讨最活泼的领域。基因工程药物3 个阶段:1、细菌基因工程，即把目的基因经过适当的改建导入大肠杆菌中，再经过细菌等原核微

8、生物表达的目的蛋白作为药物;2、是细胞基因工程药物，这是把人或哺乳动物的基因直接导入哺乳动物的细胞中，消费有生物活性的产品;3、其三是利用转基因动物消费低本钱、高活性的药物。一、转基因动物转基因动物是把外源基因导入动物的生殖细胞中，并整合该细胞后发育成为个体整合的外源基因，整合的外源基因又能影响其后代遗传的动物。药用蛋白基因表达细胞株细胞核转基因动物消费药用蛋白的根本过程受体动物供体动物受精卵无核受精卵组装的核细胞多细胞胚胎假孕动物动物幼崽雌性转基因动物乳汁药用蛋白转基因动物消费药物的优点：1、种类多、产量高、质量好。2、设备简单、不耗能、无环镜污染。3、消费周期短。4、消费本钱低。2006年报道：我国目前已有乳铁蛋白、白蛋白、凝血因子等进入临床实验阶段，首个转基因动物消费的药物有望在5年内上市。“终究是哪种转基因药物率先上市，还得由临床疗效说了算。 转基因动物就是指经过实验方法，人工地把外源基因导入动物的受精卵， 使外源基因与动物本身的基因组整合在一同，因此外源基因能随细胞的分裂而增殖，并能稳定地遗传给下一代。在此根底上，人们只需将事先提取到的药用蛋白注射到牛、羊等身上，当它们的下一代出生，人们便可以从其体内提取更多的药用蛋白。简单地说，就像在动物的体内批量消费药物一样。此前，我国科学家曾在上海胜利研制