基因工程概论PPT课件.ppt

基因工程概论多利和它的孩子沃尔小组成功克隆两只恒河猴吴明杰小组:5只克隆猪第一章绪论基因(gene)基因操作,是在分子生物学和分子遗传学等学科综合发展的基础上、于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。它的创立和发展,直接依赖于基因工程或称分子生物学的进步,两者之间有着密不可分的联系。基因的研究为基因工程的创立奠定了坚实的理论基础,基因工程的诞生是基因研究发展的必然结果;而基因工程技术的发展和应用,又深刻并有力地影响着基因的研究,使我们对基因的研究提到了空前的高度。因此,对基因研究发展的过程,以及基因的现代概念进行一下回顾是十分必要的。
基因(gene)

一段可以编码具有某种生物学功能物质的核苷酸序列。
基因研究发展的过程Abriefhistoryofgenetics.1866年,孟德尔(G.J.Mendel)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。孟德尔分离律孟德尔自由组合律1909年,丹麦的遗传学家W.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?显微镜技术与染色技术的发展,使人们注意到,细胞分裂时,尤其是减数分裂中,染色体的行为和孟德尔提出的等位基因的分离规律相当一致,所以,确定基因在细胞核中,在染色体上。同源染色体分别带着控制1910年,美国遗传学家摩尔根

(T.H.M.organ)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
摩根在长期饲养中找到各个性状的突变株。1944年,美国微生物学家O.T.Avery首次证实遗传物质的基础是DNA,基因位于DNA上。ThetransformingprincipleisDNA.分别用放射性同位素标记噬菌体1953年,J.Watson和F.Crike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。ABZDNA双螺旋模型说明DNA分子能够充当遗传的物质基础。

按照双螺旋模型,在细胞分裂时,DNA的合成应是“半保留复制”的模式。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。
同时证实了基因不是最小单位。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。1960年,F.Jacob和J.Monmd提出了操纵元(操纵子)的概念,揭示了原核生物基因表达调控的重要规律。
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)移动基因(movablegene)断裂基因(splitgene)
是指编码序列不连续的间断基因,最初在腺病毒(adenovirus)中发现。
应用S1核酸酶作图法测定断裂基因中的间隔子

假基因:类似于基因但不表达的DNA序列。
不表现任何功能,是基因的退化形式。假基因在基因组中形成稳定的和无活性的拷贝,由活化的原始基因突变而来,这是因为存在着在某个阶段伤及基因表达的一种或多种缺陷(入启动子错误、有缺陷的剪接信号、框架中有终止信号等)之故。一旦不能产生正常的基因产物,就失去了对发生进一步突变的选择性屏障作用,因此典型的假基因都有很多缺陷。某些假基因有3‘-多聚A尾巴及准确地切掉了内含子,因而与mRNA类似,被认为是源自插入基因组的逆转录体(可能由某些病毒携带)。假基因又分为两种:
重复的假基因(repeatedpseudogene):
许多假基因都是同亲本基因(parentalgene)连锁的,而且同其编码区及侧翼序列的DNA具有很高的同源性。
加工的假基因(processedpseudogene)
这类假基因没有与“亲本基因”连锁,而且其结构是同转录本而非“亲本基因”类似。
加工的假基因与转录本都没有启动子和内含子,3’端都有poly(A)尾巴。

人的α－及β－珠蛋白基因簇,Ψ表示假基因重复基因(repeatedgenes)中度重复序列(10到几百个拷贝)
特点:
重复单位序列相似,但不完全一样
散在分布于基因组中
序列的长度和拷贝数非常不均一
中度重复序列一般具有种属特异性,可作为DNA标记
分类:
中度重复序列可能是转座元件(返座子)

长散在重复序列(longinterspe