分子生物學(xué)課件基因工程

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1、第八章基因工程（GENETICENGINEERING）1本章，我們討論4個問題：1.什么是基因工程——基因工程的概念。2.為什么能進(jìn)行基因工程——基因工程的原理和技術(shù)。（包括3大理論和3大技術(shù)準(zhǔn)備）3.怎樣進(jìn)行基因工程——3大步驟（DNA體外重組，重組DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞后擴(kuò)增和表達(dá)，基因工程后處理）4.基因工程的應(yīng)用和前景——對于醫(yī)學(xué)來說即生產(chǎn)基因工程產(chǎn)品、開展基因治療等。2第一節(jié)概述一.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的3個特點：（一）科學(xué)技術(shù)加速發(fā)展和急劇變革：1.當(dāng)代科學(xué)發(fā)展成指數(shù)增長趨勢，全世界發(fā)表科技論文6000－8000/天，平均1篇/10.8秒問

2、世。2.人類科技知識在19世紀(jì)半衰期是50年，現(xiàn)在是3－5年（終身教育學(xué)習(xí)）。3.1973年，CohenGroup第一次實現(xiàn)了細(xì)菌遺傳性狀的轉(zhuǎn)移terr+nersr→terrner，導(dǎo)致基因工程技術(shù)誕生，至今不到30年，人類已經(jīng)擁有了克隆羊、豬等等的技術(shù)，可以復(fù)制一個生命體。（克隆羊多利1997－2003，體細(xì)胞克隆，胚胎細(xì)胞克?。?PscloltetrRb-3nersrtetrnertetrnerOtetrne圖8-1CohenGroup第一次實現(xiàn)了細(xì)菌遺傳性狀轉(zhuǎn)移示意圖4(二)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的綜合化1.19世紀(jì)中葉，以科學(xué)技術(shù)是分離的，它們各有

3、獨自文化傳統(tǒng)，它們的發(fā)展往往是脫節(jié)的。2.科學(xué)回答“是什么”“為什么”，技術(shù)回答“做什么”“怎么做”。當(dāng)今科技發(fā)展已經(jīng)密不可分，科學(xué)里包含技術(shù)，技術(shù)里體現(xiàn)科學(xué)。3.當(dāng)代科技發(fā)展有兩種形式：一是突破，二是融合。突破是線性的，即從研究開發(fā)新一代的科技成果取代原有一代科技成果。融合是非線性的，即混合原有不同的科技領(lǐng)域，進(jìn)而發(fā)展新產(chǎn)品，造成革命性市場，它們是互補和合作的結(jié)果。基因工程既是科學(xué)又是技術(shù)，既是突破，又是融合。她造成革命性市場（美國基因工程產(chǎn)品300億美元/年，乙肝疫苗50美元/人）；她是分子遺傳學(xué)，生物化學(xué)，細(xì)胞學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)，分子生物學(xué)相互

4、滲透，交叉融合、突破的結(jié)果。5(三)科技發(fā)展必需和人文社會科學(xué)發(fā)展相結(jié)合：1.當(dāng)代各種全球性問題出現(xiàn)，從一定意義上來說是由于科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會而引發(fā)的，如TMD、NMD(布什對薩達(dá)姆)2.科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，而文化水平是人類把握科學(xué)技術(shù)的一個尺度。3.科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，原子核技術(shù)可以給人類帶來光明，原子彈卻可以把長崎、廣島夷為平地；克隆技術(shù)，基因工程技術(shù)可以挽救瀕臨滅絕的動物（國寶熊貓），也可以動搖人類以性愛為基礎(chǔ)的生產(chǎn)方式……（冷冰冰克隆人和自然人，×情人節(jié)少了一個經(jīng)濟(jì)增長點；克隆戰(zhàn)爭狂人和反戰(zhàn)英雄；克隆idea孫悟空齊天大圣）?；?/p>

5、工程技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)重要的前沿。6二．基因工程的概念（一）基因（gene）基因從化學(xué)上來說，指的是一段DNA或RNA順序，該順序可以產(chǎn)生或影響某種表型（genotype，phenotype），可以由于突變生成等位基因變異體（體細(xì)胞父源和母源；正常和突變基因）；從遺傳學(xué)上來說，基因代表一個遺傳單位，一個功能單位，一個突變單位。（二）基因工程（geneticengineering）基因工程在體外通過人工剪、接，將不同來源的DNA分子組成一個雜合DNA分子(DNA分子重組體)，然后導(dǎo)入宿主細(xì)胞去復(fù)制擴(kuò)增或表達(dá)。因為通過人工設(shè)計,得到一定的設(shè)計方案，故

6、稱為基因工程。由于整個操作在分子水平上進(jìn)行，所以也稱分子克隆。基因工程的基本特點是，分子水平操作，細(xì)胞水平表達(dá)。7在這個過程中：1.“基因剪刀”剪取DNA的酶就像一把“基因剪刀”2.“縫紉針”連接不同來源DNA分子的酶就像一根“縫紉針”，使二者連在一起3.“交通工具”使用載體好比一輛車子4.“乘客”有用基因如IL2好比使乘客，車子把乘客送進(jìn)理想天堂（宿主細(xì)胞）去繁衍生息，春華秋實，生產(chǎn)我們需要的產(chǎn)品或開展基因治療（IL2/LAK→抗癌）。8我們應(yīng)該記住他們——1.第一個實現(xiàn)DNA重組的人－Berg1972年，Berg用E.coRⅠ切割SV40DN

7、A和λphageDNA，經(jīng)過連接組成重組的DNA分子。Berg是第一個實現(xiàn)DNA重組的人。2.第一個取得基因工程成功的人－Cohen1973年，CohenGroup將E.coli的tetr質(zhì)粒psclol和nersrR6-3質(zhì)粒體外限制酶切割，連接成一個新的質(zhì)粒，轉(zhuǎn)化E.coli，在含四環(huán)素和新霉素的平板上篩選出了terrNer,實現(xiàn)了細(xì)菌遺傳性狀的轉(zhuǎn)移。這是基因工程史上的第一個克隆化并取得成功的例子，這一年被定為基因工程誕生的元年。9三．基因工程克隆技術(shù)――人類對自然的干預(yù)（一）遺傳和變異是生物學(xué)的一對重要概念。1.遺傳賦予生物種的穩(wěn)定，保證生

8、物種的延綿不斷（不能斷香火）。2.變異賦予生物種的進(jìn)化，保證生物種對環(huán)境的適應(yīng)。3.遺傳和變異這一對矛盾在一個生物體內(nèi)統(tǒng)一起來。4.在生