导图社区 专题一 基因工程
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基因工程
概论
操作环境：生物体外
操作对象:基因
操作水平：DNA分子水平
实质：基因重组
结果：人类需要的产物
科技探索之路
基础理论
艾弗里：DNA是遗传物质的证明
DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
沃森和克里克：DNA双螺旋结构和中心法则的确立
DNA的半保留复制
遗传信息的流动方向
尼伦伯格：遗传密码的破译
基因的分离和合成提供了理论依据
技术发明
罗斯和赫林斯基：基因转移载体的发现
为基因转移找到一种工具
阿尔伯、内森、史密斯：工具酶的发现
为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造条件
桑格：DNA合成和测序技术的发明 其他科学家：DNA序列分析的方法
为基因序列图的绘制提供可能
DNA合成仪的问世
引物、探针和小分子量DNA基因的获得提供方便
伯格：DNA体外重组的实现
成功构建了第一个体外重组DNA分子
博耶和科恩：重组DNA表达实验的成功（非洲爪蟾）
质粒不仅可以作为基因工程的载体， 重组DNA还可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中成功表达， 并实现物种间的基因交流
第一例转基因动物问世
显微注射法培育出第一个转基因小鼠
农杆菌转化法培育出第一例转基因烟草
穆里斯：PCR技术的发明
重组技术的基本工具
限制性核酸内切酶
来源：主要是原核生物
种类;4K多种
切口形式：平末端和黏性末端
DNA连接酶
作用位点：磷酸二酯键
分类
E·coliDNA连接酶：黏性末端
T4DNA连接酶：平末端
运载体
特点
能进入受体细胞并且表达
能在受体细胞稳定存在且遗传
能与目的基因结合
有标记基因，便于检测
种类
质粒
噬菌体
动植物病毒
内含
目的基因插入位点
启动子
终止子
复制原点
标记基因
基因工程的基本操作程序
目的基因（编码蛋白质的基因与调控基因）的获取
从基因组文库中获取目的基因
基因组文库
有内含子、外显子
有启动子
cDNA文库
只有外显子
无启动子
反转录法获得
利用PCR技术扩增目的基因
原理：DNA双链复制
步骤
高温变性（90-95℃）
低温退火（55-60℃）
成败关键
适温延伸（70-75℃）
注意
从第三次循环开始才得单纯的目的基因 （前面包含多切割的DNA）
根据已知氨基酸序列合成DNA（只限于简单的基因、只有外显子）
基因表达载体的构建（核心）
将目的基因导入受体细胞（唯一不需要碱基互补配对）
植物
农杆菌转化法（双子叶）
基因枪法（单子叶）
花粉管通道法
动物
显微注射法
微生物
感受态细胞
目的基因的检测与鉴定
分子水平
DNA分子杂交技术
DNA-DNA
分子杂交技术
mRNA-DNA
抗原-抗体杂交
蛋白质-蛋白质（抗体）
个体水平
投入环境检验
基因工程的应用
抗虫转基因植物
Bt毒蛋白基因
蛋白酶抑制剂基因
淀粉酶抑制剂基因
植物凝聚素基因
抗病转基因植物
抗病毒
病毒外壳蛋白基因
病毒的复制酶基因
抗真菌
几丁质酶基因
抗毒素基因
抗逆转基因植物
利用转基因改良植物品质
提高生长速度
改善畜产品的品质
生产药物
器官移植的供体
人类
基因治疗
导入有基因缺陷且表达该基因的细胞
基因诊断
环境保护
蛋白质工程
操作对象：基因（P26)
从预期的蛋白质功能出发
设计预期的蛋白质结构
推测应用的氨基酸序列
找到对应的脱氧核苷酸序列
乳腺生产的基因药物 比大肠杆菌更理想（P21)
注意与DNA聚合酶的区别
