基因工程

原理

所有生物共用一套遗传密码子

基本步骤

  1. 获取目的基因
    • 获取方法:
      1. 从细胞中分离
      2. 用化学方法人工合成
      3. 逆转录法
    • 工具: 限制酶
  2. 目的基因与运载体重组
    • 工具: DNA连接酶
  3. 重组DNA分子进入导入受体细胞
    • 方法
      • 显微注射
      • 细菌病毒侵染受体细胞
  4. 筛选目的基因
    • 抗性基因, 荧光蛋白基因: 便于筛选质粒上的标记基因

成功标志

合成相应的蛋白质, 体现相应的性状

必要工具

  1. 切割DNA工具: 限制性核算内切酶
    • 作用: 一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列, 并在特定的部位上切割DNA分子
  2. 拼接DNA工具: DNA连接酶
    • 作用: 通过磷酸二酯键, 将互补配对的两个黏性末端连接起来, 使之成为一个完整的DNA分子
  3. 运输工具: 运载体(常用: 质粒, 细菌, 病毒)
    • 质粒: 细菌体内拟核外能够自主复制的环状DNA分子, 避免目的基因被分解
    • 含特殊的遗传标记基因, 便于进行检测

应用

  1. 微生物基因工程:
    • 利用微生物的优点: 繁殖迅速, 构造简单, 遗传操作比较容易
    • 应用: 药用蛋白质的规模化生产
  2. 植物基因工程:
    • 抗病毒烟草
    • 疫苗基因转入植物
    • 有利于生态保护, 不用或少用农药
  3. 动物基因工程:
    • 获得具有优良性状的动物新品种
    • 培育能产生人源性蛋白药物的动物
    • 通常以动物受精卵作为受体细胞
    • 用显微注射法将目的基因导入动物的受精卵中

克隆

概念

不用生殖细胞结合, 直接由个体的部分组织或一个个体细胞分裂分化成新个体

全能性更本原因

细胞核种具有个体细胞发育的全部遗传基因

证明动物细胞核具有全能性的实验

证明植物细胞具有全能性

植物组织培养技术

现代生物技术

  • 价值
    • 培育优良品种
    • 转基因克隆动物
    • 挽救珍惜物种
    • 提供移植器官
  • 转基因生物产品的安全性判断
    • 是否对生态环境造成不利
    • 是否对人类健康造成危害
    • 禁止生殖性克隆人
    • 不反对治疗性克隆

蛋白质工程

  1. 从预期的蛋白质功能出发
  2. 设计预期蛋白质结构
  3. 推测应有的氨基酸序列
  4. 推测相应的脱氧核苷酸序列

注意事项

限制酶(没有DNA), DNA连接酶

杂项

内切酶与外切酶

  • 从多核苷酸链的末端开始水解核酸的酶称为核酸切酶
  • 从多核苷酸链的中间开始水解核酸的酶称为核酸切酶