基因重组与基因工程

10、基因重组与基因工程自然界生物的基因重组DNA重组技术基因工程10.1自然界生物的基因重组（一）同源重组（二）非同源重组转座子与跳跃基因10.2DNA重组技术（一）DNA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（二）、DNA片断的分离和检测1、凝胶电泳技术2、核酸杂交技术荧光原位杂交显示端粒DNA的变性与复性3、基因图谱和DNA序列分析（1）限制性作图与RFLP限制酶A、B限制酶A限制酶B2kb3kb5kb2kb8kb3kb7kbAB2kb5kb3kb基因图（DNA测序仪显示的碱基排列顺序)（2）DNA序列分析已完成测序工作的生物面包酵母蛔虫果蝇芥菜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1Mb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100kb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0.5～1.0Mb4.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年年，酵母3号染色体体DNA的的全部315357个碱基基序列的测测定，这是是人类完成成的第一条条真核生物物染色体DNA的全全序列。1995年，，科学家们获获得了人类第第3、第16和第22号号染色体的高高密度物理图图。1996年，，科学家们完完成酵母其他他15条染色色体的碱基序序列测定。1997年，，大肠杆菌基基因组序列测测定宣告完成成。1999年12月1日，，科学家们宣宣布，人类第第22号染色色体，含3.34×107个碱基序列的的测定已经全全部完成，这这是人类完成成的第一条人人类自身染色色体的全序列列测定。2000年6月26日，，人类基因组组工作框架图图完成，标志志着功能基因因组时代的到到来。科学家们对人人类基因组的的性质和作用用的认识在不不断地深化。。未来：健康领领域、基础科科学研究领域域……（三）DNA序列的复制制（一）DNA克隆技术2、PCR技技术10.3基基因工程程（一）基因工工程的基本原原理和方法基因工程的实实现主要分为为三个步骤：：第一步：目的的基因的分离离或制备：人人工分离生物物基因组群中中目的基因及及内切酶定位位切割或人工工酶促合成第二步：重组组DNA：选选择载体及目目的基因与载载体基因重组组第三步：导入入与表达：重重组DNA导导入受体细胞胞，目的基因因表达出目的的效应和性状状实现以上三三步需要进进行以下工工作：1)寻找找目标基因因2)取得得目标基因因3)基因因的载体问问题：现主主要有质粒粒载体、病病毒载体、、脂质载体体、原生质质载体（2）转基因生物物的生产转基因小鼠鼠：导入人人类基因，，具有较强的的学习能力力。在迷宫宫实验中，，转基因鼠鼠觅食本领领比普通鼠鼠要高许多多，同时对对迷宫中食食物存放地地点记忆更更清楚。（二）基因工程的的应用1、特殊蛋蛋白质的大大量生产乳汁中分泌泌人凝血因因子IX的的转基因山山羊美国转基因因猪，其体体内含有人人类的基因因，乳汁含含有人体蛋蛋白fatorⅧ。。只需300～600只这样样的母猪就就能满足全全世界对这这种蛋白的的需求。人胰岛素从猪和牛的的胰脏提取取，获得100g胰胰岛素需800－1000kg的牛胰胰脏。现在在用基因工工程方法在在大肠杆菌菌中表达产产生。人生生长长激激素素具有有物物种种特特异异性性，，只只能能用用人人的的生生长长激激素素来来治治疗疗侏侏儒儒症症。。以以前前从从尸尸体体脑脑垂垂体体中中提提取取，，来来源源非非常常有有限限，，现现在在用用基基因因工工程程方方法法在在大大肠肠杆杆菌菌中中表表达达产产生生。。干扰扰素素体外外培培养养人人体体细细胞胞来来生生产产，，产产量量低低，，成成本本高高，，现现用用重重组组大大肠肠杆杆菌菌生生产产。。

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2、、动动物物植植物物的的遗遗传传改改良良抗虫虫植植物物化化学学农农药药兔毛毛棉棉花花在在我我国国培培育育成成功功：：用用兔兔的的一一种种角角蛋蛋白白转转化化棉棉花花，，棉棉花花纤纤维维质质量量好好，，具具有有兔兔毛毛般般的的光光泽泽。。3、、人人类类基基因因治治疗疗（1））体体细细胞胞基基因因治治疗疗1990年9月14日美美国国政政府府首首次次批批准准了了一一项项基基因因治治疗疗临临床床研研究究计计划划：：对对一一台台患患有有腺腺苷苷脱脱氨氨酶酶（（ADA）缺缺陷陷的的重重度度联联合合免免疫疫缺缺陷陷症症（（SCID）4岁女女童童进进行行基基因因治治疗疗并并获获得得成成功功。。该该患患者者今今年年已已经经10岁了了。。从从而而开开创创了了医医学学界界的的新新纪纪元元。。（2））种种系系基基因因治治疗疗：：将将外外源源基基因因导导入入性性细细胞胞、、受受精精卵卵、、早早期期胚胚细细胞胞————转转基基因因人人3、、转转基基因因生生物物的的安安全全问问题题（1））转转基基因因生生物物的的环环境境风风险险（2））转转基基因因生生物物的的安安全全和和伦伦理理问问题题其它它：：基基因因资资源源、、基基因因武武器器复习习题题1、、解解释释：：同同源源重重组组限限制制性性内内切切酶酶基因因克克隆隆基基因因工工