一、基因工程绪论

遗传工程

讲授人：葛娟生命科学学院邮箱：gjuan111@授课计划（24学时）绪论（2）基因操作的主要技术原理（4）基因工程的酶学基础（4）基因工程载体（4）基因的分离与鉴定（4）植物基因工程

(3)动物基因工程

(3)参考教材1．基因工程原理.吴乃虎.科学出版社，2001.2．基因工程.楼士林.科学出版社，2002.3．基因工程.杨汝德.华南理工大学出版，2003.4．分子克隆实验指南(第三版).萨姆布鲁克.科学出版社，2002.5．途径工程—第三代基因工程.张惠展.中国轻工业出版社，2002.6．GeneⅧ，Benjamin，OxfordUniversityPress，2004.成绩评定方式本门课程成绩采用百分制计分，笔试，闭卷。成绩构成：平时成绩10%,课程论文30%、笔试60%。

1、平时成绩：考勤占5分，缺勤1次扣1分，扣完为止；课堂讨论、课后习题占5分，积极发言、主动发言者即可得分。2、课程论文：上课期间布置2-3道课程论文，查阅文献独立完成，论文成绩乘以30%计入总成绩。3、笔试试卷分A、B卷，总分100分，闭卷考试，考试成绩乘以60%计入总成绩。多莉和它的孩子

沃尔小组成功克隆两只恒河猴

吴明杰小组：5只克隆猪1866年，孟德尔提出了遗传因子（hereditaryfactor）的概念。他将控制豌豆性状的遗传因素称之为遗传因子，形成了基因的雏形。1909年，丹麦的遗传学家Johanssen根据希腊语“给予生命”之义，创造了“gene”一词，但它只是一个抽象的单位，并不代表物质实体。

“遗传因子/基因”的设想一经提出，便推动人们去寻找，去探索

基因在哪里？基因是什么？1910年，美国遗传学家摩尔根以果蝇为研究材料，发现了连锁交换定律并提出遗传粒子学说，第一次将代表某一特定性状的基因与某一特定的染色体联系起来，即基因位于染色体上。野生果蝇没有现成的成对性状摩尔根在长期饲养中找到各个性状的突变株控制不同性状的等位基因在2#染色体上的位置触须长/短身体灰/黑眼睛红/紫翅长/短1944年，美国微生物学家Avery首次证实遗传物质的基础是DNA，基因位于DNA上。35S标记外壳蛋白质感染后放射标记不进入大肠杆菌细胞32P标记DNA感染后放射标记进入大肠杆菌细胞

1953年，Watson和Crick创立DNA双螺旋模型，证实基因是具有一定遗传效应的DNA片段。

ABZ半保留复制1955年，Benzer在T4噬菌体的顺反互补实验中，正式使用“顺反子”（cristron）这个术语，并将顺反子与基因在意义上和功能上统一起来。同时证实基因不是最小单位，它仍然是可分的；并非所有的DNA序列都是基因，只有其中某一特定的核苷酸区段才是基因的编码区。基因（gene）:是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。编码蛋白的基因只转录而无翻译功能的基因（tRNA，rRNA）不转录的基因基因的现代概念移动基因（movablegene）断裂基因（splitgene）假基因（pseudogene）重复基因（repeatedgenes）重叠基因（overlappinggenes）

或嵌套基因（nestedgenes）

基因的特点

:不同基因具有相同的物质基础

基因是可以切割的基因是可以转移的多肽与基因之间存在对应关系遗传密码是通用的基因通过复制把遗传信息传递给下一代

第一章

绪

论

遗传性赋予生物种的稳定，保证生物种的延续不断。变异性赋于生物种的进化，保证生物种对各种环境的适应。基因工程的诞生基因工程的成就基因工程的特征基因工程的研究内容基因工程的安全性基因工程的应用基因工程技术的商业化特点一、基因工程的诞生基因工程诞生于1973年。1、理论上的三大发现（1）40年代发现了生物的遗传物质是DNA。

（2）50年代搞清楚了DNA的双螺旋结构和半保留复制机理。（3）60年代确定了遗传信息的传递方式。2、技术上的三大发明（1）限制性核酸内切酶（restrictionenzymes）的发现

（2）DNA连接酶（ligase）的发现

（3）基因工程载体（vector）的发现二、基因工程的成就（1）1977年，Itakara等使有活性的激素抑制素在大肠杆菌中表达，这是真核生物的人造基因首次在原核生物中表达；（2）1978年，Gooddel等使化学合成的人胰岛素基因在大肠杆菌中表达；（3）1979年，Gooddel等使人生长激素基因在大肠杆菌中表达成功；（4）1980年，Nagata等使干扰素基因在大肠杆菌中表达成功；（5）1981年，从遗传工程菌获得的新产物有动物口蹄疫疫苗、乙型肝炎病毒表面抗原和核心抗原以及牛生长激素等。三、基因工程的特征跨物种性外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。无性扩增外源DNA在寄主细胞内可大量扩增，和高水平表达。四、基因工程研究的内容1、定义：P12．基因工程研究内容：(1)从生物有机体复杂的基因组中，分离出带有目的基因的DNA片段；(2)在体外，将带有目的基因的DNA片段连接到能够自我复制并具有选择标记的载体分子上，形成重组DNA分子;(3)将重组DNA分子引入（转）到受体细胞(亦称宿主细胞或寄主细胞);(4)从大量的细胞繁殖菌落中，筛选出具有重组DNA分子的细胞克隆;(5)将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出所需要的物质。五、基因工程的安全性1、基因工程的安全隐患对环境的影响重新组合一种在自然界尚未发现的生物性状，有可能给现有的生态环境带来不良影响。新型病毒的出现制造带有抗生素抗性基因或致病毒能力基因的新型微生物，有可能在人类或其它生物体内传播。癌症扩散将肿瘤病毒或其它动物病毒的DNA引入细菌有可能扩大癌症的发生范围。人造生物扩散新组成的重组DNA生物体的意外扩散可能会出现不同程度的潜在危险。2、重组DNA研究的安全准则公众的担忧1973年，美国公众第一次公开表示担心应用重组DNA技术可能会培养出具有潜在危险性的新型微生物，从而给人类带来难以预料的后果。专家的态度1974年美国国立卫生研究院（NIH）考虑到重组DNA的潜在危险，提请PaulBerg博士组成一个重组DNA咨询委员会。这个由11名分子生物学和重组DNA权威学者组成的委员会在同年7月发表公开信，要求在没有弄清楚重组DNA所涉及的危险性范围和程度，以及在采取必要的防护措施之前，暂停几类试验（带抗生素抗性和肿瘤病毒及动物病毒）。制定安全规则1976年6月23日，NIH正式公布了“重组DNA研究的安全准则”。规定了安全防护（物理防护和生物防护）标准以及禁止若干类型的实验。基因工程的安全措施（1）实验室的物理安全分4级：P1—P4级①P1级实验室一般装备良好的普通微生物实验室。②P2级实验室在P1级实验室的基础上还装备有负压的安全操作柜。③P3级实验室全负压的实验室，同时装备安全操作柜。④P4级实验室专用的实验大楼，周围与其它建筑物应有隔离带。具有最高安全防护措施。（2）实验室的生物安全分3级（大肠杆菌）：EK1—EK3级。①EK1级的大肠杆菌在自然环境中一般都要死亡。