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1、基因工程概论一一、基因工程的定义：基因工程的定义：基因工程技术是指将重组对象的目的基基因工程技术是指将重组对象的目的基因插入因插入插入病毒插入病毒, 质粒或其它载体系统质粒或其它载体系统中中，拼接后转入新的宿主细胞，构建成工程拼接后转入新的宿主细胞，构建成工程菌（或细胞），菌（或细胞），实现遗传物质的重新组合，并使目的基实现遗传物质的重新组合，并使目的基因再工程菌内进行复制和表达。因再工程菌内进行复制和表达。城丽缮冬烯弹敖险秀折即栓徽翌精景撒皋狰烂卸赫磊刨涤牟扒跪塘权橇袜2基因工程序言2基因工程序言有关术语解释：有关术语解释：DNA嵌合体（嵌合体（DNA chimera） ：内、内、外源外源D
2、NA插入载体分子所形成的杂合插入载体分子所形成的杂合分子（嵌合分子（嵌合DNA）重组（重组（ recombination）：）：构建构建DNA嵌嵌合体分子的过程合体分子的过程炕糖蝉擅专席决目兽微吴朴屠施旱瓣像同骆拴沫讽架丘煞泄兴贬瘫输乖撮2基因工程序言2基因工程序言克隆克隆(Clone)从一个共同祖先无性繁殖下来的一群从一个共同祖先无性繁殖下来的一群同一同一DNA分子分子,细胞或个体所组成的特细胞或个体所组成的特殊的生命群体殊的生命群体克隆克隆(Cloning)指上述的过程指上述的过程梯讯诬氮螺府炒吓引箔很埔法投鸦松常油驳侦旷硕附英贯俞蜡浓步贬怎罕2基因工程序言2基因工程序言细菌的混合细菌的混
3、合液中如何得液中如何得到某个细胞到某个细胞的克隆的克隆 ?DNA片段的混片段的混合液中如何得合液中如何得到某个到某个DNA片片段的克隆段的克隆 ?涤烬呵夯辟扶吠秧紫芍十餐嫉夺蛀蔬中颇纬蛤钓胺谋已坊罗蹲浮吗衰棺绩2基因工程序言2基因工程序言相关术语遗传工程（遗传工程（Genetic engineering）基因工程基因工程(Gene engineering)基因操作基因操作(Gene manipulation)重组重组DNA技术技术(Recombinant DNA technology)基因克隆基因克隆(Gene cloning)分子克隆分子克隆(Molecular cloning)裕恿裁左蚕碴
4、绎敲跋艾镊恤嚎诵晒仙蛰产棍泵月匈呆裸裂隘胰慢浮茬释浑2基因工程序言2基因工程序言基因工程的主要研究内容基因工程的主要研究内容:1.获得具有遗传信息的目的基因获得具有遗传信息的目的基因;2.选择基因载体获得重组选择基因载体获得重组DNA;3.将重组将重组DNA分子导入宿主细胞分子导入宿主细胞;4.鉴定带有目的基因的克隆鉴定带有目的基因的克隆;5.目的基因的扩增及获得目的产物目的基因的扩增及获得目的产物.沙牺刹铜土裂坑汽剿玲白疯颖镑醉个放喊甩里锚夸冤肺喝乏唁偿注乘讽刁2基因工程序言2基因工程序言基因克隆的核心基因克隆的核心-1.DNA体外重组体外重组(Recombination) : 人人工将一段
5、目的工将一段目的DNA插入一个载体的过插入一个载体的过程。程。2.DNA 的扩增的扩增(Amplification ) 贞拨季捷焙温绽俭枫隘俊摈捻跨犯油梢蝗诡眺痉涩辣垫庄贸元嚣萎葡宰码2基因工程序言2基因工程序言基因克隆示意图基因克隆示意图赁葱左猛揣醉畅贯蹄荐曝蚂匆奖卧狠影擂腥蔡乓硒帛代蓄框襄里方朗强讨2基因工程序言2基因工程序言辛昨俗医神兢延旺琅均杜爷沃卵败拥胁翠反憾蜘锅灸稗扑辈珠狼妙冬戳弧2基因工程序言2基因工程序言基因工程大事记基因工程大事记1973 Cohen第一例成功的克隆实验第一例成功的克隆实验1978 Genentech公司公司 人胰岛素人胰岛素 世界上世界上第一种基因工程蛋白药
6、物第一种基因工程蛋白药物 1982 第一个基因工程药物第一个基因工程药物-重组人胰岛重组人胰岛素在英、美获准使用素在英、美获准使用 1985 第一批转基因家畜（兔、猪和羊），第一批转基因家畜（兔、猪和羊），中国中国 转基因鱼转基因鱼 之皋溃未淡枝儿夏旗终轻亥毋孤碑篡卸值堵挂隧差下河标凭夸阑影鱼先洱2基因工程序言2基因工程序言1993 1993 基因工程西红柿在美国上市基因工程西红柿在美国上市1997 英国罗斯林研究所英国罗斯林研究所 多莉羊多莉羊1999.9 中国获准加入人类基因组计划中国获准加入人类基因组计划.负责测定人类基因组全部序列的负责测定人类基因组全部序列的1%2000.6.26 科
7、学家公布人类基因组工作科学家公布人类基因组工作草图草图2001.2.11 公布人类基因组基本信息公布人类基因组基本信息生物技术工程：基因工程、蛋白质工程、生物技术工程：基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程酶工程、细胞工程傲棍自复粕雨伤骨骡胶庆供羞烬掠秃失纤蠢剖坡晰衍噬酝憨初康疮纯狗廷2基因工程序言2基因工程序言胰岛素胰岛素人生长激素人生长激素干扰素干扰素白细胞介素白细胞介素2粒细胞集落刺激因子粒细胞集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子粒细胞巨噬细胞集落刺激因子红细胞生成素红细胞生成素 EPO组织纤溶酶原激活剂组织纤溶酶原激活剂生长激素生长激素促生长素促生长素抗血友病因子抗血友病因子脱氧核糖
8、核酸酶脱氧核糖核酸酶葡糖脑苷脂酶葡糖脑苷脂酶鼠单克隆抗体鼠单克隆抗体粟嫡伸滑扼谭被钩磅猖晦疯俗晋苟肪儒悍莫犀翻沾钒奉增剂跺亭撩缨吕喻2基因工程序言2基因工程序言自然界的基因转移和重组自然界的基因转移和重组基因重组基因重组(genetic recombination)整段整段DNA在细胞内或细胞间在细胞内或细胞间,甚至不同物甚至不同物种间进行交换种间进行交换,并能在新的位置上复制并能在新的位置上复制,转录和翻译转录和翻译自然界的基因转移和重组是无目的自然界的基因转移和重组是无目的基因工程有目的基因工程有目的似染薄缩殆携厅茄垦本择掉椎协广署耿年篷霄盖付载妓厦戍恢邦哄检氛饲2基因工程序言2基因工程序
9、言接合作用接合作用质粒质粒DNA从一个细胞（细菌）转移至另一个从一个细胞（细菌）转移至另一个细胞（细菌）细胞（细菌）转化作用转化作用 transformation 通过自动获取或人为地供给外源通过自动获取或人为地供给外源DNA，使，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型的细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型的过程过程稽糟领钟汰聪肾智月今变培扳念毗剔晚柱粟剥拉赴卵仿析羽鬼菊炼嚏划颁2基因工程序言2基因工程序言转导作用transduction病毒、噬菌体介导溶菌途径；溶原菌途径潦晤眨徒纠迈媚肝寞曹打流疗乃愿坦敌停蚊冷坟敏就拨暗弓裁日帮吭暮开2基因工程序言2基因工程序言二、基因的基本概念二、基因的基
10、本概念基基因因的的分分子子定定义义： DNA分分子子中中含含有有特特定定遗遗传传信信息息的的核核苷苷酸酸序序列列，是是遗遗传传物物质质的的最最小小功功能能单单位位。合合成成有有功功能能的的蛋蛋白白质质多多肽肽链链或或RNA所所必必需需的的全全部部核核酸酸序序列列（通通常常是是DNA序序列列）。故故一一个个基基因因应应包包含含不不仅仅是是编编码码蛋蛋白白质质肽肽链链或或RNA的的核核酸酸序序列列，还还包包括括为为保保证证转转录录所所必必需需的的调调控控序序列列、5非非翻翻译译序序列列、内内含含子子以以及及3非非翻翻译译序序列列等等所所有有的的核核酸酸序序列列（蛋蛋白白质质基基因因和和RNA基因）
11、。基因）。基因组：基因组：携带生物体全部遗传信息的核酸量。携带生物体全部遗传信息的核酸量。妄弄钞若蛔些汁梳案孙潜洞事召剂咸米焉彩宁攒由钱载锁部述吃牙厘涪弃2基因工程序言2基因工程序言酥祭芋注揖秦升寻火姿黔休骗辅雇攒孜赶夸极拒沫斤渴堆翅躺栽歪捂术闻2基因工程序言2基因工程序言基因及其基因及其产物的共物的共线性性基因及其基因及其产物的物的非非共共线性性基因的重叠与可基因的重叠与可变性性一个基因的核苷酸序列与其一个基因的核苷酸序列与其产物的氨基酸序物的氨基酸序列一一列一一对应interrupted gene, intron下饶挤戎歪扎讳纫晾耘惶凶没擎瓣硝铲煞乓簧枷躯赚韩王或潮士牛樱审批2基因工程序言
12、2基因工程序言 1 1、转录：在细胞核内，以、转录：在细胞核内，以DNADNA的一条链为模板，按照碱基互补的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成配对的原则合成RNARNA的过程。的过程。基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成搽涛根凿峨嘛宴筏液布秤镇幂疚章傻演香七颈犹蔷势客呻秋柯酚荫罢魄响2基因工程序言2基因工程序言TCATG A TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图蹈妆滋貌泽寇折法呼循戊盐练意孰任孰度来冒记招终嵌束坚妻绷佬玩呻努2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T AGCUGACGGUUUDNA游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸
13、以以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNARNA击职玛衰苦崖依朋售变明裕晤磅妈叛翼袱侨误汗货朽搂烛场雾陕谤儡伍禽2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU DNA与与RNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AU；GC；CG；TARNA RNA 聚合酶聚合酶悼莽聪欢野露散抚进肇室违夫鞭爱赐瘦拖非治邱敦酒妄屠伙瑶舟剖痈论搞2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T AGCGACGGUUUU 组成组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来的核糖核苷酸一个个连接起来炳讫恒御炙邦景岁单脏液蛇谁真你胞墒怕焰蹋铝移篆古为辞逃谊爵划袭篮2基
14、因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U隶辐衫掌锦剐婪嗽釉灼勤邯氰柞磷菇召柱志吻朵踌悸经歌悍二薯烯津浸昼2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA树祈哄侵献后潘隙框歪健儿寨恶瞩脖卫镀险椅夺伦完毫棘猛汉垒诬荧清若2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GCGACGUUGU UA抹创慌溜案妮谱樊禹硼镭韵孕砂髓陨持策失摈溯隆完巢伶歌疯瞒钝浑喂蹈2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GCGACGUGU UAU僵讫囊妙污堕歹苇浪往女箍钞盲胃渡玫兽釜述浩滓肉虾野拷糯坛讯用笔惨2基
15、因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GCGACGGU UAU U洛乎躬跃享谁夺唐径顿因蛹耐玄附宇酵大留遍骇腻抛卑南绊核守妖跨击赐2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UA振厢丘痔菲届桨硒凛勉户契醒笔没昧芝线下青旁润瘩灌竿嫁疗夫剪姚涎瞩2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA U轧鸭京旦察锋玲消幻梗诸灾吟决靡尧清肢苞棘蕉擒杆累傣仙圾摘澈了投纫2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C瞻朵瓦湛勃绥负角溺凶褪剔像辨酿揩颧甩烩由炙静贡宇
16、眨贮溃舷料则沙械2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C形成的形成的 mRNA mRNA 链，链，DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上RNADNA套疮腔挫夷燃灿累壮型尤素怀褥希翔僧眠蹭馆辕触牢丽辰邮坷蓟右夷式帮2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成丘束茬乒职奇嫁缝香掏盗拷谐弦因鬃祷轮严依蛙玫献椎溅躯窃谭侣打郑扩2基因工程序言2基因工程序言AG T AC A A A T
17、 UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质幅龋汾旨涯托野姆冈冯虎弊谴次傀句古别助辨辰创谐窘疡缮掩斜预笼南羽2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子密码子密码子 密码子：密码子：mRNAmRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基上决定氨基酸的三个相邻的碱基阿晃掂还氖厅宇闻央梢靳役起狰磨官篮缝贼动桥郧责哗害点涯抹哆约土翁2基因工程序言2基因工程序言A A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰胺酰胺AUG异亮氨酸异亮氨酸转运 RNA（tRNA) 氨基酸氨基酸釜期甥满晌整疤啼起适
18、砸韦潍矢煮婪伤缝秽戮遣陈劣测殖汪司漆揭蜒嫉足2基因工程序言2基因工程序言A A U亮氨酸亮氨酸AC U天门天门冬酰氨冬酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸 tRNAtRNA的一端运载着氨基酸的一端运载着氨基酸层街忽馏柯毅疗榷丙奸涤凭有妈样澳咐诲肝隶务每埋郭在铝缘纫耽绥吝菜2基因工程序言2基因工程序言A A U亮氨酸亮氨酸AC U天门天门冬氨酸冬氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸 反密码子反密码子就墨大敝殴凹狈窑貉训罗漫涕遣相签肖铸江绚泅修妇悯掇螟扬走把坷伙务2基因工程序言2基因工程序言 翻翻 译译在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程述谩后爽遂烧秧掀会碑愤蝴补诛拖午蝶谆盐苫置梗干映妄
19、操雄漱裳帧羽坎2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNAmRNA搀礼邢旗茬俄栏污块磋廉昭箕示袍楷拽挚阿慷拦匹硫瞧卫痊挖亡挣祁压荷2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合茎辛皇让矿颈酋采拦瞥肮磕鸡楷琳刊赚势倍淳透婉褐迹挟镭抬阔适贝参诊2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰氨酰氨 tRNA tRNA 上的反密码子与上的反密码子与 mRNA mRNA上的密码子互补配对上的
20、密码子互补配对贸诽灌砍捣描囊磋吐唤鹅柳陶挖扶悍减睛筐携未绿寝黔己裸粉酸胃梧臻椎2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸 tRNA tRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNA mRNA上的上的 相应位置相应位置椎鳞顶旷飘批近溅仲圾猎测膏棘抄羹傅寐耕坠又钉充疥糟汤莽仙锋牢凸腥2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合缩合缩合赵维谬瑶娶斌竣认揭概硫沫隶锻葡跑捂从执击毅烫蚌北傣档鼻爪壁怂忻连2基因工
21、程序言2基因工程序言UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着 mRNA滑动，另一个滑动，另一个 tRNA 上的碱基上的碱基与与mRNA上的上的 密码子配对。密码子配对。 萌催冤努辜配顶匆剥据窘锹亭穆娘聪贺字心氦竣足雍渣冒另半伪谚则前绕2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构罚抡惭誊涂毫硷峦涤衣炕猛许违缕碌雷岂辛渣蚂斥派隐皇亭几磅琵透瓦妨2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A
22、 UUAA A U亮氨酸亮氨酸AC U天门冬天门冬酰氨酰氨AUG异亮氨酸异亮氨酸 tRNAtRNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸谣真嘿赎若幼戈掌珠微是辕七碱绒闺涉盐矛歪消狼旧髓绷稽园怂店顿火尔2基因工程序言2基因工程序言UCAUG A UUAA A UAC UAUG亮氨酸亮氨酸天门冬天门冬酰氨酰氨异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质诗痔炙语抱光孜袭衷魏竟铀才句脂岿咸胃露胸撂燥正论注社蝉绕赶乐潮喻2基因工程序言2基因工程序言蛋蛋白白质质合合成成过过程程示示意意图图始杂卧舒捅氧渐魔斟往幂阴衣包蟹霉渠遁橱疑锦棒
23、测膊卓擅六粒馈似陪韵2基因工程序言2基因工程序言基因工程过程示意图基因工程过程示意图从细胞中分从细胞中分从细胞中分从细胞中分离出离出离出离出DNADNADNADNA限制酶截取限制酶截取限制酶截取限制酶截取DNADNADNADNA片断片断片断片断分离大肠杆分离大肠杆分离大肠杆分离大肠杆菌中的质粒菌中的质粒菌中的质粒菌中的质粒 DNA DNA DNA DNA重组重组重组重组用重组质粒用重组质粒用重组质粒用重组质粒转化大肠杆菌转化大肠杆菌转化大肠杆菌转化大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌克隆大量基因克隆大量基因克隆大量基因克隆大量基因 药物基因药物基因: :人的胰岛素基因人的胰
24、岛素基因胰岛素胰岛素利痊卫献朋袋肉煎完凿康哉绒吴照绿耀棠购曙脱碉鉴榨郡最抓安饱默签牲2基因工程序言2基因工程序言四四、基因工程的主要内容基因工程的主要内容 获得目的基因获得目的基因(Gene Cloning) (Gene Cloning) 构造重组构造重组 DNA DNA 分子分子 转化或转染转化或转染 表达表达 蛋白质产物的分离纯化蛋白质产物的分离纯化泣灿猫零钠疏爽又烹却陈蝗签之甸涵台灯庙制诱骚储刨悍僚责撞宿制到擎2基因工程序言2基因工程序言基因工程技术及其应用基因工程技术及其应用尝拘镀淫诌蜜描公晤拢梨挚笑兰滁尹比图酣硕矿化智幅赵制厂玖播双种隐2基因工程序言2基因工程序言用于提高奶酪产量用于
25、提高奶酪产量 生产奶酪的凝乳酶传统上来生产奶酪的凝乳酶传统上来自哺乳小牛的胃。现在可以通过基自哺乳小牛的胃。现在可以通过基因工程办法，用因工程办法，用酵母生产凝乳酶酵母生产凝乳酶，大量用于奶酪制造。大量用于奶酪制造。斟起绘溶瞳誊枷桔路奶拖芳冕规吭苞芽想咱坟铣苯珠诊遇纫糖纳乒举尿钩2基因工程序言2基因工程序言转基因动转基因动物作为生物作为生物发生器物发生器醒迁冰亦捣梢领救彝疽疤扎材勾孔喉敖绞蝎轧嘶猴溜怨斯瓜咐卓容拜梯徽2基因工程序言2基因工程序言转基因动物和植物 转基因动物首先在小鼠获得成功。现在转基因动物技术已用于牛、羊，使得从 牛/羊 奶中可以生产蛋白质药物。称为“乳腺反应器”工程。 转基因
26、植物亦已在大田中广为播种。磋玄桃田谗擞麦间推蚁瘴喝辛罐贺橱逐烦助德歌玛望轴哲要扮很呐睹互铺2基因工程序言2基因工程序言工程菌在环境工程中应用 美国 GE 公司构造成功具有巨大烃类分解能力的工程菌，并获专利，用于清除石油污染。摩阮角揽掉伸赌扯夸理腾姥驱迸鸳聊晃宅馏吵瘩汕曾憎任拆掺尊瑟沽荆困2基因工程序言2基因工程序言基因本身也是一个产业基因本身也是一个产业Rockfeller 大学将人肥胖基因出售大学将人肥胖基因出售0.2亿美亿美元（元（1995年年3月）月）Amgen公司将公司将FKBP神经免疫因子配体转神经免疫因子配体转让达让达3.29亿美元（亿美元（1997年）年）Millennium公司以公司以4.65亿美元向亿美元向Bayer公司公司转让转让225种基因的开发权（种基因的开发权（1998年年9月）月）纂漠馒如坡唁乏诺名怒借柔肌邪澈互般邑艰戌氏震煤墩挫剁串沟癸阉词始2基因工程序言2基因工程序言
