基因工程及转基因生物
转基因成果令人叹为观止
1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功. 现代基因工程的创始人P·伯格在1960年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想:是否可以创造出一种人工方法,把外界的遗传基因引入动物体内,以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢?1972年,伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后,再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来,于是产生了一种新的重组DNA分子,首次实现两种不同生物的DNA体外连接,获得了第一批重组DNA分子,这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖。
一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割 1、基因工程的 种类: 来源: 特点: “ ” 指“ 限制性内切酶 ” 微生物 已发现的有200多种 一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割 酶具有专一性 这个特点说明了:
思考: 1、被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端? 具有。 2、限制酶的发现有什么意义? 形成的黏性末端不同
2:基因工程的 “化学浆糊” “化学浆糊” 指“DNA连接酶”
3、基因工程的 质粒 A、 条 件: 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 分子运输车 A、 条 件: 1、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 2、具有多个限制酶切点(每种限制酶切点最好只有一个),以便与外源基因连接 3、具有标记基因,便于进行筛选 B、常用 的运载体: 质粒
其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子. C、 为什么外源基因的不能直接导入细胞?
基因工程的操作工具 1、化学剪刀:限制性内切酶 2、化学浆糊:DNA连接酶 3、分子运输车:质粒 基因工程的三种操作工具的发现和使用,促成 基因工程的诞生了 总结基因工程的概念
一、基因工程 基因工程:即 。通俗的说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里, 地改造生物的 。 基因拼接技术或DNA重组技术 定向 遗传性状 原 理: 基因重组 操作水平: DNA分子水平 结 果: 定向地改造生物的遗传性状,获得人类所需要的品种。 供体细胞 目的基因 受体细胞 获得新性状
二、基因工程基本步骤: 获取目的基因 目的基因与运载体结合 1、直接分离 2、人工合成 方法: 注意:要保持基因的完整性 第一步: 方法: 1、直接分离 2、人工合成 注意:要保持基因的完整性 目的基因与运载体结合 第二步: 为什么要用相同的限制酶切割目的基因和质粒?
大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等 第三步:重组DNA分子导入受体细胞 1、常用的受体细胞: 大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等 2、常用微生物作受体细胞的原因: 微生物增殖快、代谢快、目的产物多 第四步: 筛选含目的基因的受体细胞 一般检测: 标记基因是否表达
三、转基因技术的应用
1、动物基因工程
三、转基因技术的应用 2、微生物基因工程 胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!
三、转基因技术的应用 吃西红柿能防乙肝? 3、植物基因工程 预防乙肝不用打针,只要吃几个西红柿就行。这可不是玩笑,中国农科院生物技术研究中心经过十年研究,培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试,明年有望上市。 抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜,不但可以直接食用,还可以榨成汁或炒菜吃,对人体没有任何毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍,食用抗乙肝西红柿,虽不能治愈乙肝,但一年只吃几个,就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品,就是将乙肝疫苗植入西红柿内,经多代繁殖,使转入的基因稳定化。这种西红柿上市后将论个出售,每个售价大概在2元左右
四、转基因产品的安全性 基因一旦被改动,一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化;另一方面,转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递。 外源基因引入后,是否会影响其他重要的调节基因,甚至会激活原癌基因? 转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现? 是否会造成生态学灾难? 人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康?