《基因工程概述91周》PPT课件

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1、第二讲2011.9.1（1-2节）第一章基因工程概述第二节基因工程研究发展史第三节基因工程研究内容第四节基因工程技术的意义第二节基因工程研究发展史一、基因工程准备阶段1944年美国微生物学家Avery及其同事通过转化实验，证实遗传物质是DNA（基因载体）。1953年，Watson（美国）和Crick（英国）提出了DNA双螺旋结构模型,DNA双螺旋中两条链的碱基具有互补的特点，预示了DNA复制是半保留复制,同时指出遗传信息储存在DNA分子碱基序列之中。FrancisCrick&JamesWatson“中心法则”。1958年Crick在DNA双螺旋学说基础上提出。遗传密

2、码的破译。1961年Nirenberg用人工合成mRNA破译出第一个遗传密码到1969年确定全部遗传密码，人们了解了大多数生物遗传信息表达的规律。从遗传密码表中我们可以看到mRNA中每3个核苷酸组成一个密码子，体现一个氨基酸的信息。遗传密码的通用性。在64个密码子中，其中61个分别代表各种氨基酸，剩余的3个密码子(UAA、UAG、UGA)为肽链的终止信号,不代表任何氨基酸,这套密码从细菌到人都可通用。遗传密码的例外。1986年报道UGA代表selenocysteine(硒代半胱氨酸)。2002年报道在Archaea(产甲烷菌的甲胺甲基转移酶中发现)和真菌中发现UAG

3、可能是编码第22种氨基酸pyrrolysine(吡咯赖氨酸）的密码子。20世纪60年代末至70年代初，限制性核酸内切酶和连接酶等陆续被发现,有了进行DNA操作基本工具,使DNA进行体外切割和连接成为可能。1972年美国斯坦福大学Berg博士领导的研究组用EcoRI在体外对猿猴病毒SV40的DNA和λ噬菌体DNA分别酶切,然后用T4DNA连接酶将两种酶切片段连接，结果获得了SV40和λ噬菌体DNA的重组DNA分子，成功完成了世界上第一次DNA体外重组实验，并因此与Gilbert、Sanger分享1980年度诺贝尔化学奖。1972-PaulBerg:Producedfi

4、rstrecombinantDNAusingEcoRIEcoRIrecognitionsitesλphageDNAEcoRIcutsDNAintofragmentsStickyendSV40DNA（猴空泡病毒40）ThetwofragmentssticktogetherbybasepairingDNAligaseRecombinantDNA二、基因工程的问世1973年，Cohen等人将编码Kan（卡那霉素）抗性基因质粒R6-5和编码Tet(四环素)抗性基因质粒pSC101混合后，加入EcoRI进行酶切，用T4DNA连接酶连接成重组DNA分子，最后转化大肠杆菌，结果某

5、些转化菌落表现出既抗Kan又抗Tet的双重抗性特性。从这种双抗性转化菌落的大肠杆菌中分离出的重组质粒DNA带有完整pSC101分子和一个来自R6-5质粒编码Kan抗性基因DNA片段。1973-Boyer,Cohen&Chang:TransformE.coliwithrecombinantplasmidStanleyCohen&AnnieChanHerbertBoyerKanamycinresistancegenePlasmidpSC101TetracyclineresistancegeneE.colitransformedwithrecombinantplasmid

6、TransformedcellsplatedontomediumwithkanamycinandtetracyclineOnlycellswithrecombinantplasmidsurvivetoproducecolonies三、基因工程的迅速发展阶段自基因工程技术问世以来，这三十多年是基因工程迅速发展的阶段。不仅发展了一系列新的基因工程操作技术,而且构建了多种供转化原核生物和动物、植物细胞载体,获得大量转基因菌株。1981年首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因动物―转基因小鼠（将大鼠生长素基因转到小鼠）。1982年，基因工程胰岛素商品在美国投放市场。198

7、2年，采用农杆菌介导法培育出世界上第一例转基因植物―转基因烟草。1985年基因工程微生物杀虫剂通过美国环保署审批,1990年基因治疗开始进入临床试验。如果说20世纪八九十年代是基因工程基础研究趋向成熟，应用研究初露锋芒的阶段，那么21世纪初将是基因工程应用研究的鼎盛时期，农、林、牧、渔、医等的很多产品都会打上基因工程的标记。一、基础研究基因工程问世以来，科技工作者始终十分重视基础研究，包括构建一系列克隆载体和相应的表达系统，建立不同物种的基因组文库和cDNA文库，开发新的工具酶，探索新的操作方法等，各方面取得了丰硕的研究成果，使基因工程技术不断趋向成熟。第三节基