第一章绪论96860

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1、基因工程苏慧敏4995020(o)13847161749suki92@msn.com参考书《基因工程》尹俊等，内蒙古大学出版社《基因工程原理》张惠展，华东理工大学出版社《基因工程原理》第二版上下册,吴乃虎，科学出版社GeneCloningandDNAAnalysis，4thed,T.ABrown，(影印版)高等教育出版社狭义的基因工程：将一种或多种生物体（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，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。绪论一、基因工程的定义（重组DNA技术，分子克隆）基

2、因工程的三大要素：供体、受体、载体广义的基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即狭义的基因工程）；下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。上游DNA重组的设计必须以简化下游操作工艺和装备为指导思想，下游过程则是上游基因重组蓝图的体现与保证1.DNA是遗传物质二、基因工程的发展史（一）基因工程诞生的理论基础（1）肺炎双球菌转化实验1944年Avery的肺炎双球菌的转化实验确定了基因的分子载体是D

3、NA，而不是蛋白质。IIR型无毒菌IIIS型有毒菌蛋白多糖脂类核酸DNase处理蛋白酶处理RNase处理无DNA无蛋白质无RNA（2）噬菌体转染实验1952年AlfredHershy和他的学生MarshaChase用噬菌体感染细菌进一步证明遗传物质是DNA。32P标记DNA（DNA含有磷）；35S标记蛋白质（蛋白质含有硫）。子代噬菌体带放射性子代噬菌体不带放射性2.DNA双螺旋结构1953年JamesD.Watson和FrancisH.C.Crick揭示了DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机制。2。多核苷酸链上碱基

4、前后顺序不受限制，足以解释基因的极大多样性。1。碱基互补配对原理，它足以解释基因的复制。3.中心法则和遗传密码的破译1957年Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”1964年MarshallNirenberg和GobindKhorana等终于破译了64个遗传密码1.限制性内切酶（restrictionenzymes）1970年H.O.Smith等从流感嗜血杆菌中分离出第一种限制性核酸内切酶HindII。HamiltonO.Smith（二）基因工程诞生的技术突破1978年Nobel生理或医学奖2.DNA连接酶（

5、ligase）1967年5个实验室几乎同时发现了DNA连接酶。3.载体（vector）1972年前后使用小分子量的细菌质粒和噬菌体作载体。实现外源DNA在细菌细胞里的大量扩增。4.感受态体系1970年M.Mandel和A.Higa发现经过氯化钙处理的大肠杆菌容易吸收噬菌体DNA，1972年S.Cohen发现这种处理过的细菌同样能吸收质粒DNA。感受态体系被建立。5.琼脂糖凝胶电泳1960s发明了琼脂糖凝胶电泳，可将不同长度的DNA分离开。6.DNA测序技术1975年F.Sanger、A.Maxam和W.Gilbe

6、rt发明了DNA快速测序技术。1980年Nobel化学奖1972年斯坦福大学的PaulBerg小组完成了首次体外重组实验：1.Berg的开创性实验将SV40的DNA片断与噬菌体的DNA片断连接起来。（三）基因工程的诞生1980年Nobel化学奖2.Boyer-Cohen实验1973年斯坦福大学的S.Cohen小组将含有卡那霉素抗性基因的大肠杆菌R6-5质粒与含有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质粒pSC101连接成重组质粒，具有双重抗药性。StanleyCohenHerbBoyer1986Nobel生理或医学奖后来

7、又把非洲爪蟾核糖体基因片断同pSC101质粒重组，转化大肠杆菌，并在菌体内成功转录出相应的mRNA。这是第一次成功的基因克隆实验。三、基因工程的基本原理1、分子遗传学：重组DNA分子高拷贝复制以及稳定遗传2、分子生物学：选择、修饰和重组启动子、增强子、终止子等基因的转录调控元件3、生化工程学：利用工程菌生物微生物反应器，高效表达外源基因外源DNA在寄主细胞内可大量扩增，和高水平表达。1.跨物种性2.无性扩增外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。四、基因工程的特征五、基因工程的基本过程1、DNA片段的取得（目的基

8、因的分离和制备）2、DNA片段和载体的连接——重组体DNA3、把重组的DNA分子引入受体细胞4、建立起无性繁殖系5、筛选出所需要的无性繁殖系，并保证外源基因在受体细胞中稳定遗传、正确表达切接转增检2.重组体的制备六、基因工程的主要操作内容1.目的基因的获取从复杂的生物基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片断。将目的基因的DNA