--BT第2讲基因工程第1讲-概论ppt课件.ppt

第二章基因工程（Geneengineering）概论要求1、掌握基因工程的概念2、掌握基因工程的基本过程3、熟悉工具酶和载体类型及应用4、熟悉原核、真核细胞转染、表达的基本方法和类型。5、熟悉基因工程产生的基础和过程(科研思维与方法）。参考书生物技术的核心内容基因工程（Geneengineering）DNA重组（recombinantDNAtechnology）基因操作（genemanipulation）基因克隆（genecloning）分子克隆（molecularcloning）DNA克隆（DNAcloning）基因修饰（genemodification）基因工程的概念基因工程的意义基因工程的发展史理论上的六大发现技术上的六大进展发展过程中的重大事件基本步骤:两个水平，六个阶段一、基因工程的概念定义：人们按照预定设计，在体外对不同来源DNA分子进行人工切割、连接、插入载体DNA分子，使遗传物质重新组合、改造，经转移、导入到原先不含有重组体的受体细胞，使之持续稳定繁殖、目的基因扩增、表达，获得人类所需的产品的工程。WithRestrictionenzymes基因工程的基本内涵基因工程的基本特征基因工程的目的（1）获得目的基因，DNA的提取、纯化和DNA分子的克隆，建立文库。（2）制备活性多肽产品：激素、细胞因子、多肽药物疫苗等，诊断和防治疾病。（3）研究基因结构、功能等二、基因工程的重大意义（1）重组DNA技术填平了生物种属间不可逾越的鸿沟。跨越天然物种屏障，将原核和真核生物、植物和动物，造福人类，在过去人们难以置信的事情，现在已成为现实。（2）重组DNA技术缩短了进化时间。遗传和变异是一对矛盾，遗传赋予生物种的稳定，变异赋予生物种的进化。在漫漫历史长河中，自然变异的进化时间是千万年，常规育种亦要几年；而重组DNA技术将进化时间大大缩短至几年。基因操作用于育种，将缩短进化时间，在解决全世界人民温饱问题上将发挥重要作用。（3）重组DNA技术使人类能对生物进行定向改造重组DNA技术标志着人类控制和改造生物的历史已进入一个新纪元。以重组DNA技术培育出抗真菌蔬菜为例，几丁质是真菌细胞的组分之一，几丁质酶能水解几丁质，美国科学家将几丁质酶基因导入西红柿、土豆、莴苣和甜菜中，正准备大田试验，这一技术将对蔬菜抗真菌感染具有重要意义。（4）利用重组DNA技术可以在体外大量扩增、纯化人们感兴趣的基因，研究其结构、功能及调控机制，从而拓宽了分子生物学的研究领域。（5）医学上应用更为广泛，涉及各领域正常人类生命活动的分子机制；人类各种疾病发生的分子机理；人类各种疾病如遗传性疾病、肿瘤、肥胖、心血管疾病、传染病等病因的查明、诊断、治疗和预防。药物的研发和生产；疾病模型的建立；人类的营养、健康、长寿和保健（亚健康）本课程的地位：基因工程不是发现，而是创造。改变传统农业概念让植物生产人体蛋白质发光的水稻只有想不到的第一节基因工程的发生与发展一、基因工程诞生的理论基础20世纪中期分子遗传学理论的重大进展六大发现：1．确定了生物遗传的物质基础是DNA肺炎链球菌光滑型和粗糙型的转化试验噬菌体DNA转化实验●1944年，美国微生物学家Avery证明基因就是DNA分子，提出DNA是遗传信息的载体。2．DNA分子双螺旋结构模型和半保留复制DNA碱基配对规律和X衍射研究DNA双螺旋结构模型。3．生物遗传的“中心法则”解决了遗传信息的流向和遗传性状的相互关系，揭示了生命遗传信息传递基本规律。自我复制，遗传信息由亲代传给子代；通过转录，遗传信息传给RNA；通过翻译，信息传给蛋白质和酶；基因型决定生物的表型。Replication4．“操纵子”学说揭示了基因表达和调控的概念。基因组结构基因分布基因表达基因调控的原理酶诱导的本质5．破译了全部生物遗传密码，确定了它在生物界的通用性，人类更加具体地了解遗传信息表达规律。遗传密码表mRNA分子上从5至3的方向,每3个核苷酸构建一个密码子，编码某一特定氨基酸或作为蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码(tripletcodon)，也称遗传密码子(geneticcodon)。终止密码：翻译终止的密码，不代表任何氨基酸。有3个：UAA、UAG、UGA•代表氨基酸的密码：64−3=61起始密码：AUG在mRNA起始部位时为起始密码。否，为Met密码。1)通用性3)连续性4)简并性5)摆动性6、生物进化，基因突变、获得的性状可以遗传到后代。分子遗传学理论上的六大进展解决了生命现象的遗传物质基础（均是核酸）结构模型（同类构件、双螺旋）复制方式（相似的机制）遗传信息流动方向（共同的中心法则）遗传密码（共用一套相同的密码）表达和调控的机理（类同的方法）基因突变机理、意义（变异与进化）为基因工程技术的诞生典定了理论基础。理论上的可行性。二