1st-gene chap1

生物工程专业课程

基因工程原理沈阳农业大学李浩戈

基因工程原理

?概述：

生于1972,73年。体外重组DNA，引入生物有机体，使受体生物获得新的特性

?预修课程要求

分子生物学生物化学基础生物学遗传学

DNA RNA酶复制转录翻译等

?参考书

基因工程原理与应用

－陈宏主编中国农业出版社

基因工程原理

－吴乃虎主编科学出版社

第一章基因工程原理/绪论

一、基因工程的诞生

二、基因工程的基本概念

三、基因工程的基本操作过程（内容）

四、基因工程的发展和应用

第一章基因工程原理/绪论

一、基因工程的诞生

三大理论基础和三大技术基础

1三大理论基础

?DNA是遗传物质：1944年Avery的肺炎球菌转化实验，证实DNA而非蛋白质是遗传物质，明确了遗传的物质基础问题

?DNA的双螺旋结构和半保留复制：1953年

?遗传密码的破译和遗传信息传递方式的确定：操纵子学说；三联体密码；中心法则等DNA的流向和表达

?限制性核酸内切酶的发现与DNA 的切割：

1970，Smith and Wilcox 流感嗜血杆菌中纯化H in d II; 1972,Boyer 发现E co R I----分子剪刀

?DNA 连接酶的发现与DNA 片段的连接：

1967,

1970 -----强力胶布

?基因工程载体的研究与应用：

能自我复制，能在寄主细胞中繁殖的DNA 分子。1973年Cohen 将质粒作为基因工程的载体使用-----分子货车。

其它：……DNA 测序，大肠杆菌转化技术，电泳技术，Southern 杂交技术等

2 三大技术基础

?72年，P.Berg 首次实现体外DNA 重组：

体外用EcoRI 分别切割SV40和λDNA,并用T4 DNA 连接酶连接成为重组的杂种DNA 分子?73年，S.Cohen 体外重组DNA 并转化：

具Kan r 的E.Coli 质粒R6－5和具Tet r 的E.Coli 质粒pSC101切割并连接转化的大肠杆菌具有双重抗性?S.Cohen 和H.Boyer 首次实现真核基因在原核中表达：

将非洲爪蟾的DNA 与E.Coli 质粒（pSC101）体外切割并连接，转化大肠杆菌

3 基因工程的诞生

第一章基因工程原理/绪论

一、基因工程的诞生二、基因工程的基本概念三、基因工程的基本操作过程四、基因工程研究的主要内容及应用

第一章基因工程原理/绪论

二、基因工程的基本概念

?

基因工程是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之稳定遗传并表达出新产物或具有新性状的DNA 体外操作技术，也称为分子克隆或重组DNA 技术。

?因此，供体，载体，受体是基因工程的三大基本元件

三、基本操作过程

1 分离目的DNA片段：酶切，PCR扩增，化学合成等

2 重组：体外连接目的DNA和载体DNA（能自我复制并具有选

择标记，多为克隆载体），形成重组DNA分子

3 转化：将重组DNA分子导入受体细胞并与之一起增殖

4 筛选：鉴定出获得了重组DNA分子的受体细胞（阳性克隆）

5 对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗

传性状或表达出所需要的产物基因工程操作的一般步骤

四、基因工程研究的主要内容及发展应用

1 发展过程

?初期艰难：安全性的担忧

?逐渐成熟：77年人生长激素释放抑制基因及人的胰岛素基因在原核中表达，揭开基因工程产业化的序幕?迅速发展：80年代后，动植物遗传改良，基因治疗，基因组计划

转基因小鼠，基因鱼，基因猪

转基因烟草四、基因工程研究的主要内容及发展应用

2 主要研究内容

?基础研究：新操作方法，载体及表达系统（定位整合载体）

?受体系统的研究：原核生物和真核生物（酵母，植物，动物）?目的基因的研究：与医药相关的基因；抗病虫害和恶劣生境的基因；编码具特殊营养价值的蛋白或多肽的基因

?生物基因组学研究：人类基因组计划，水稻基因组计划

?应用研究：基因工程药物，疫苗，转基因动植物，酶制剂，食品工业，化学与能源工业及环保方面

已完成测序工作的生物

面包酵母线虫果蝇拟南芥