基因工程进展概述
19世纪后期，一位修道士又开创了一个生物的新纪元，他就是孟德尔—“现代遗传学之父”。孟德尔通过豌豆杂交实验提出了基因的分离和自由组合定律，提出了遗传因子的概念，这算是基因被发现的源头。随后遗传学不断发展壮大起来，基因工程也不断发展起来。然后，到1909年丹麦科学家约翰逊提出了基因的概念来表示孟德尔的遗传因子，基因一词深入到了生命科学的世界中。
从1869年瑞士医生弗雷德里希·米歇尔发现DNA开始，到1919年菲巴斯·利文发现DNA的组成，再到威廉·阿斯特伯于1937年通过X光射线图阐明DNA 结构的规律性，再到1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋模型，生物遗传的另一重大发现慢慢呈现在人们眼前。期间，从格里菲斯的肺炎双球菌实验到艾弗里的“转化因子”的实验，再到赫尔希和蔡斯T2噬菌体转化实验人们逐步发现了DNA在生命世界中的作用。遗传的神秘面纱慢慢地被人们所揭开。
在摩尔根提出遗传学第三定律—基因的连锁交换定律，确立了基因在染色体上的学说之后，而染色体上的遗传物质就是DNA于是乎基因与染色体联系了起来。人们渐渐意识到基因就是具有遗传效应的DNA片段，携带着遗传信息。
人们又逐渐破译了遗传的秘密，从1957年F.H.C.克里克提出中心法则“DNA →RNA→蛋白质”，那时人们已慢慢清晰遗传到底是怎样进行的。再到1970年H.M.特明和D.巴尔的摩发现了“RNA→DNA”转化之后，克里克又完善了中心法则。当然最广泛的还是最初的那一条“DNA→RNA→蛋白质”。也就是说遗传信息表达的过程也清楚了。
之后人们也逐渐清晰的认识到基因是如何表达的，明白了DNA的转录过程，知道了基因表达过程是如何由外显子、内含子是如何调控的，于是人们更清晰的认识到基因表达的内涵。
随着尼伦伯格和马太破译出了第一个遗传密码，mRNA上的密码子逐渐被人们发现，而且把密码子与各个氨基酸相对应起来。对于人们对于遗传的表达更深一层了解。这样人们对于翻译过程也有了更多的了解。
就这样，基因表达过程在20世纪被人们发现了，先从基因说起也就是一个具有遗传效应的DNA片段，里面含有很多的碱基对，而这碱基对的排序便蕴藏着丰富的遗传信息。然后在RNA聚合酶结合基因上的启动子，转录产生mRNA，
这mRNA上携带有密码子。mRNA到达核糖体之后，tRNA运送来氨基酸进行翻译，于是一条条肽链形成，然后盘曲折叠产生蛋白质。于是，基因被表达了。
其实很久之前，人们就意识到，真正发挥作用的大多为蛋白质或其它细胞代谢产物，而细胞代谢产物获得也离不开蛋白质，于是蛋白质起着非常重要的作用。可是蛋白质的获得并不容易。于是，人们就想如何快速获得蛋白质。自从科学家发现基因表达产物即为蛋白质之后，于是人们就利用基因的功能来进行试验，于是基因工程应运而生。
基因工程也就是按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。也就是说要改造基因，改变碱基序列。这离不开DNA片段的剪切、拼接技术。发现了DNA限制酶的纳森斯、亚伯与史密斯无疑为此作出了巨大贡献，再加上连接酶使得基因改造变得容易起来。这都为基因工程的进行提供了必要的条件。后来PCR技术的开发与推广使得基因工程更广泛的应用起来。
基因工程逐渐实现了应用阶段，广泛应用于从20世纪后期一直到现在。
从1969年科学家第一次分离出基因，基因这一个普通而又不普通的分子片段，想一下存在少说几亿年以上，被人们分离出来了解清楚之后定能发挥无穷的力量。
基因表达的破译，基因工程的应用随即开始。于是乎，从20世纪70年代你兴起了这一又称为DNA重组技术和基因重组技术的科学技术。基因工程就是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
对于基因工程，应用非常广泛。
首先不得不说基因工程在医药方面的应用。
1982年世界第一个基因工程的药物—从组胰岛素投放市场以来，人们，基因工程就在医药方面流光溢彩。
抗生素的大量生产得益于基因工。这些细菌的代谢产物放以前肯定是名贵药材，可现在，一支青霉素也就几元钱。这就是科学家通过基因工程把产青霉素的基因通过质粒转移到大肠杆菌细胞内，让其表达产生了大量青霉素。虽然这导致了如今的抗生素的滥用，超级菌的产生，但我们不得不提的是它挽救了多少生命。
除了抗生素之外，基因工程在其它医药方面可以说也是贡献不小，干扰素这一抗病毒活性抑制肿瘤生长的蛋白质即由基因工程所得。如2003年非典时期江南大学与丽珠集团苏州新宝制药厂联合研制的从组人α-2b干扰素口鼻腔喷雾剂，解决了干扰素长期保存不稳定的难题。还有很多基因工程在医药方面的应用。
基因工程药物成为了制药领域的一支重要部队，每年平均有约有3-4种新药或疫苗产生，开发成功约50余种药物，包括人胰岛素、忍尿激酶、人生长激素、干扰素、激活剂、乙肝疫苗等广泛用于治疗疑难杂症的药物。以及应用单克隆技术所制作的“生物导弹”可针对癌细胞进行治疗。这些都是基因工程给人类带来的便利。
然后是基因治疗这一基因工程在医药方面的应用。基因治疗就是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。从广义说，基因治疗还可包括从DNA 水平采取的治疗某些疾病的措施和新技术。对于基因治疗分为两大类：体细胞的基因治疗和生殖细胞的基因治疗。对于一些遗传病，基因治疗确实是根除它们的好方法，把正常的外源基因导入病变细胞。还可以利用基因敲除技术或基因打靶技术，将病变的基因全部杀死，插入矫正基因，得以治疗矫正和预防遗传病得目的。
现在基因治疗一部分已经进行临床试验，而且还有一些已经得到了实际的应用。相信基因治疗在以后的遗传病的治疗方面起到非常好的效果。
然后，我想在说一下基因工程在农业方面的应用。
相信说道基因工程大家的第一印象就应该是转基因食品。这一在前几年进行争论的沸沸扬扬的焦点。所谓转基因就是把某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。当然得到的产物就是转基因食品。转基因给人们带来了大产量的农作物，得到更优质的牲畜及其制品。可以说给不仅是农民还有广大人民群众带来了巨大的利益。看看那些营养成分更高的食物，口感更好的食物，质地更好地农副加工品，不得不说转基因技术这一基因工程的一个小分支给人们带来了很大的便利。对于转基因食品安全性的怀疑，我感觉确实没有必要。看至少目前为止
还没有发生转基因食品给人们带来危害，而且这些基因本身产物就没有危害，而且相信科学家也进行了大量的实验来验证安全性。
在农业方面还有就是基因工程在农作物防病虫害方面的应用。通常，科学家往植物细胞中导入能仅针对某些害虫的蛋白质的基因，让其在植物体内产生可杀死害虫而不对人体以及其他生物有害的蛋白质。如将Bt基因导入植物来使其产生苏云金芽孢杆菌的毒蛋白来控制害虫。
动物转基因育种不仅可以得到一些具有高蛋白产量产物的牲畜还可以用此来生产药物，如利用羊的乳腺生物发生器来生产药物。而且转基因动物导入人的基因可能产生不具有免疫排斥反应的可移植器官。可以说应用前景非常广泛。
现在，人类基因组计划已经基本完成，人类的所有基因也已经测出来了，相信在对这些基因的用途进行充分了解之后，对于很多难治的遗传病将可以通过基因治疗的手段进行解决。而且随着蛋白质工程的进行，人们法相有用的蛋白质通过其结构氨基酸排序逆推出其基因，然后通过基因工程的方法进行生产。可以说基因工程在21世纪会有更广泛的利用。当然我认为基因工程不仅能对整个人类带来很大的便利，而且对于整个大自然都有很大的应用，可以说基因工程非常具有应用前景。
生物制药工艺学习题集 第一章生物药物概述 一、填空： 1、我国药物的三大药源指的是____________ 、___________ 2、现代生物药物已形成四大类型，包括__________________ 3、请写出下列药物英文的中文全称：IFN ( In terfero n ) _________________________________ 、IL(lnterleukin) 、CSF( Colony Stimulating Factor) 、EPO (Erythropoietin ) _________________________________ 、EGF ( Epidermal Growth Factor ) _______________ 、NGF ( Nerve Growth Factor ) ________________________ 、rhGH (Recomb inant Huma n Growth Hormone ) ______________________________________ 、Ins (Insulin ) __________ 、HCG ( Human Choriogonadotrophin ) ______________________ 、LH _______________ 、SOD _____________ 、tPA _____________________ 4、常用的3-内酰胺类抗生素有____________________ 、 _____________ ;氨基糖苷类抗生素 有___________ ;大环内酯类抗生素有________________ ;四环类抗生素有 _______________ ;多肽类抗生素有_____________ ;多烯类抗生素有_______________ ; 蒽环类抗生素有______________ 5、嵌合抗体是指用__________________ 替换___________________ ,保留___________________ ; 人源化抗体是指抗体可变区中仅______________________ 为鼠源，其___________________ 及恒定区均来自人源。
（2）原理：PCF是利用双链DNA复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。 （3 ）过程：目的基因DNA受热变性后解旋形成DNA单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。 教3?此外，如果基因片段比较小，核苷酸序列又已知，也可以利用DNA合成仪用 化学方法直接人工合成。 二、基因表达载体（重组DNA分子或重组质粒）的构建： 【讲述】基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。 其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，冋时使目的基因能够表达和发挥作用。 学 fl 表达建体 n 越止子 墓固黑这IS悴樓衣as思考2 : 【拓展】一个基因表达载体的组成，除了目的基因夕卜，还必须有启动子、终止阅读课本第12页 子以及标记基因等。图1 —4,讨论如何将启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首段，它是RNA聚合酶 识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA最终获得所需要的蛋白 目的基因与载体构建 成重组DNA分子？ 过质。 终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在需要的地方停止下来。终止子位于基因的末端，也是一段有特殊结构的DNA片段。 标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因就可以作为这种基因。学生活动： 【分析】构建重组DNA分子的方法是用冋种限制酶分别切割目的基因与载体， 阅读课本第13页图1 —6,总结土壤农 程使它们露岀的黏性末端通过碱基互补配对而黏合起来，再用DNA连接酶将两个杆菌转化法的过程。 DNA片段缝合起来。 三、将目的基因导入受体细胞： 1.将目的基因导入植物细胞：一般采用农杆菌转化法。其操作的方法是将目的思考3: 基因插入到土壤农杆菌的Ti质粒的T —DNA上，通过农杆菌的转化作用，使在将目的基因导目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基入动物细胞时，一般因的遗传特性得以稳定维持和表达（如图所示）。为什么米用受精卵作 为受体细胞？
第1课时基因工程的发展历程和工具 [随堂检测] 知识点一基因工程的发展历程 1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( ) A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能 C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据 D．基因工程必须在同物种间进行 解析：选D。基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物遗传性状。 知识点二基因工程的工具 2．下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。相关叙述错误的是( ) 限制酶1：↓GATC 限制酶2：CCC↓GGG 限制酶3：G↓GATCC A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性 B．限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对 C．限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同 D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2 解析：选D。酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A项正确；据图可知，限制酶2和3识别的序列分别是CCCGGG和GGATCC，均为6个碱基对，故B项正确；限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同，均为GATC，C项正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列，故D项错误。 3．对DNA连接酶的功能描述，正确的是( ) A．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的化学键连接起来 B．在基因工程中只作用于一个切口处的两个黏性末端 C．用于DNA复制时母链与子链间形成氢键 D．与DNA聚合酶作用的部位相同，作用对象不同
基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后，我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣，通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料，让我对基因工程药物有了新的认识： 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术，用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来；再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来，医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作，但曾一度陷于困境。乙肝病毒（HBV）主要由两部分组成，内部为DNA，外部有一层外壳蛋白质，称为HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人体，就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的HBV。过去，乙肝疫苗的来源，主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒，特别是艾滋病病毒（HIV）]的污染。此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。与上述的血源乙肝疫苗相比，基因工程生产的乙肝疫苗，取材方便，利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌，它们有极强的繁殖能力，并借助于高科技手段，可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后，按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序，就可获得终身免疫，免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗，我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质，它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染，故人们把此种物质称为干扰素（Interfero,简称IFN），是1957年英国科学家多萨克斯（Lossaacs）和林德曼（Lindenmann）在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态，因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会"苏醒"，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。据计算：要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980
第一章基因工程 第一节基因工程的概述 【学习目标】 1、简述基因工程的概念含义，简述基因工程的诞生历程，认同基因工程的诞生和发展离不开理 论突破和技术创新 2、简述基因工程的原理，说出DNA重组技术的基本工具及其作用、特点，简述基因工程基本操 作程序，以及各步骤的一般方法、原理，模拟重组DNA分子的操作过程 【课前预习】 1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，在通过人工和等方法， 对生物的基因进行和，然后导入并使重组基因在中表达，产生人类需要的基因产物的技术。因而又叫DNA重组技术。基因工程是在水平上操作、改变生物遗传性状的技术，包括基因的、以及在受体细胞内的和过程。 2、为基因工程的创立作出了重要的理 论铺垫，而的发现，则直接促进了基因工程的诞生。 1973年，美国科学家将不同来源的两种DNA分子体外重组，并首次实现了在大肠杆菌中的表达。 3、“分子手术刀”：。其作用的特点是： 其产生的DNA末端有两种形式：和。 “分子针线”将双链DNA片段缝合起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的。 4、“运载工具”。通常利用质粒作为载体。作为载体必须具备以下条 件：载体DNA必需有一个或多个的切割位点；载体DNA必需能在受体细胞中；载体DNA必需带有特殊的基因。 5、基因工程的基本操作步骤包括：①②、 ③、④ 6、PCR是一项在生物复制特定DNA片段的核酸合成技术。目的基因受热形 成，与结合，在的作用下延伸形成DNA。 【共同探究】
【思考题1】（10全国2）下列叙述符合基因工程概念的是 A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因 B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株 C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株 D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 （一）DNA重组技术的基本工具 1、“分子手术刀”——限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。它在切割DNA时，特异性识别核苷酸序列，即只能在一定的DNA序列上进行切割，这种能被特意性识别的切割部位都具有回文序列。 这种酶主要在原核生物中存在，有何意义？这给我们在基因工程中有什么启发？ 【思考题2】下列关于限制酶的说法正确的是 A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 【思考题3】（10浙江卷）在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是 A.用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸 B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C.将重组DNA分子导入原生质体 D. 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 【思考题4】（07广东）现有一长度为1000碱基对（by）的DNA分子，用限制性核酸内切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 by，用Kpn1单独酶切得到400 by和600 by两种长度的DNA分子，用EcoRI,Kpnl同时酶切后得到200 by和600 by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是D
第1节基因工程概述 【学习目标】 1、说出基因工程的概念（A） 2、简述基因工程的诞生历程（A） 3、说出DNA重组技术所需的三种基因工具的作用（A） 4、简述基因工程基本操作程序的四个步骤（B） 【基础梳理】 一、基因工程的概念 是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类所需的基因产物的技术。（1）操作环境：生物体外 （2）操作对象：基因 （3）操作水平：DNA分子水平 （4）基本过程：剪切→拼接→导入→表达 （5）结果：人类需要的基因产物 二、基因工程的工具及作用 （一）限制性核酸内切酶（简称限制酶）“分子手术刀” 1、来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 2、作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 3、特点:具有专一性，表现在两个方面： ①识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列。 ②切割特定序列中的特定位点。 4、结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 例1、下列有关基因工程中限制内切酶的描述，错误的是（） A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性内切酶的活性受温度的影响 C．限制性内切酶能别和切割RNA D．限制性内切酶可从原核生物中提取 （二）DNA连接酶“分子针线” 1、分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类 2、作用：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 【疑难解析】 1、两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较：
1.1基因工程概述（第1课时） （一）DNA 重组技术的基本工具 编制：张统省 审核：秦磊 校对：王曼 【学习目标】 1.简述基因工程的诞生过程和发展历程； 2.简述基因工程的概念 3.举例说出基因工程的工具 【自学质疑】 一、回顾： 1．遗传的物质基础是什么？ 2．生物体遗传的基本单位是什么？ 3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4．生物的性状是怎样表达的？ 5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因 呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？ 6．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？ 二、导学 1．基因工程的概念： 2. DNA 重组技术的基本工具 来源：主要从 中分离 功能：能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列， 限制性内切酶 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷 （分子手术刀） 酸二酯键断开。 错位切 切割方式 平 切 黏性末端 切割后的DNA 末端： 平末端 功能：将切下来的DNA 片段拼接成新的DNA 分子 DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶：既能“缝合”双链DNA 片段互补的黏性末端， （分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA 片段的平末端 E ·coli DNA 连接酶：只能将双链DNA 片段互补的黏性末端连接 ①能在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制 条件：②有一个至多个限制酶切点， 基因进入受体细胞的载体 ③有特殊的遗传标记基因，便于筛选。 （分子运输车） 质粒（常用） 种类： λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 【质疑讨论】 1．什么是基因工程？ 2．、基因工程的工具酶有几种？分别是什么？ 3．基因的剪刀是什么？有什么作用特点？结果怎么样？ 4．基因的针线是什么？其主要作用是什么？ 5．基因的运输工具是什么？有什么作用？ 6．运载体必须具备的条件是什么？最常用的运载体是什么？ 7．质粒的结构是什么？质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？ 8.要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几个DNA 连接酶处理？ 质粒的特点： ①质粒是基因工程中最常用的运载体； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； ②是细菌染色体外（即拟核DNA 外） 能自我复制的小型环状DNA 分子；质粒 的大小只有普通细菌染色体的1%左右； ③存在于许多细菌及酵母菌等微生物中； 质粒的存在对宿主细胞生存没有决定性 的作用； ④质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 （自身细胞中也可） 【矫正反馈】 1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( ) A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA 连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA 连接酶 C.DNA 限制酶、RNA 连接酶、质粒 D.DNA 限制酶、DNA 连接酶、质粒 2．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ） A ．能复制 B.有多个限制酶切点 C ．具有标记基因 D ．它是环状DNA 3．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是 ①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A ．①③⑤⑦ B ．①④⑥ C ．①③⑥⑦ D ．②③⑥⑦
“基因工程概述”公开课教案” 一、设计说明 建构主义者认为学习环境是开放的、充满着意义解释和建构的情境，该学习环境由情境、协作、会话和意义建构四大要素构成，其中情境是意义建构的基本条件,教师与学生之间、学生与学生之间协作和会话是意义建构的过程，本节课结合基因工程药物胰岛素的生产过程创设学习情境进行教学，充分发挥学生的主观能动性，让学生主动地参与到教学的全过程，教师适当的点拔，形成一个师生互动的教学氛围，让学生们心驰神往地投入到本节课的学习中来。 [ (5) 二、教学目标 知识目标说出基因工程的概念，三种工具酶的作用，简述基因工程基本操作程序的四个步骤。 能力目标通过对多媒体、动画观察，学会科学的观察方法，培养观察能力。通过对基本概念、基本原理、的理解掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力。 情感态度与价值观关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进了生产力的提咼。W"" 三、教学重点和难点 教学重点举例说出基因工程的工具，简述基因工程的一般过程与技术。 教学难点简述基因工程的一般过程与技术。 四、教学过程 1、情境导入多媒体展示：一般临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每1OOkg胰腺只能提取出4?5g胰岛素。用这种方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能满足社会的需要。 学生思考：胰岛素是如何产生的？ 教师总结：胰岛B细胞中胰岛素基因特异性表达产生胰岛素。 但是人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特定性状呢？如，让微生物生产出人的胰岛素。这样既节省了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成污染。回答是可以的。通过科学家们的不断努力，在
第一章基因工程概述 1.什么是基因工程，基因工程的基本流程？ 基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多 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。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大 要素。 1.分离目的基因 2.限制酶切目的基因与载体 3.目的基因和载体DNA在体外连接 4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养 5.选择、筛选含目的基因的克隆 6.培养、观察目的基因的表达 第二章基因工程的载体和工具酶 1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件？ ?具有对受体细胞的可转移性或亲和性。 ?具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。 ?具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点。 ?具有合适的筛选标记。 ?分子量小，拷贝数多。 ?具有安全性。 2. 质粒载体有什么特征，有哪些主要类型？ 1、自主复制性 2、可扩增性 3、可转移性 4、不相容性 主要类型有 1.克隆质粒 2.测序质粒 3.整合质粒 4.穿梭质粒 5.探针质粒 6.表达质粒3. 质粒的构建 （1）删除不必要的 DNA 区域，尽量缩小质粒的分子量，以提高外源 DNA 片段的装载量。一般来说，大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞，而且极不稳定。 （2）灭活某些质粒的编码基因，如促进质粒在细菌种间转移的 mob 基因，杜绝重组质粒扩散污染环境，保证 DNA 重组实验的安全，同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因， 提高质粒的拷贝数 （3）加入易于识别的选择标记基因，最好是双重或多重标记，便于检测含有重组质粒的受 体细胞。 （4）在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的 DNA序列，即多克隆接头（Polylinker），便于多种外源基因的重组，同时删除重复的酶切位点，使其单一 化，以便环状质粒分子经酶处理后，只在一处断裂，保证外源基因的准确插入。 （5）根据外源基因克隆的不同要求，分别加装特殊的基因表达调控元件。 4. 什么是人工染色体载体？ 将细菌接合因子、酵母或人类染色体上的复制区、分配区、稳定区与质粒组装在一起， 即可构成染色体载体 5. 什么是穿梭载体？ 人工构建的、具有两种不同复制起点和选择标记、可以在两种不同的寄主细胞中存活和复制的载体。 6.入-噬菌体载体及构建 -DNA为线状双链DNA分子，长度为48.5kb，在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端。 ?1缩短长度提高外源 DNA 片段的有效装载量删除重复的酶切位点 ?引入单一的多酶切位点接头序列，增加外源DNA片段克隆的可操作性 ?灭活某些与裂解周期有关基因。 ?使λ-DNA载体只能在特殊的实验条件下感染裂解宿主细菌，以避免可能出现的污染
基因工程是通过基因操作，将目的基因或DNA片段与合适的载体连接转入目标生物细胞，通过复制，转录，翻译外援目的基因以及蛋白质的活性表达，使转基因生物获得新的遗传性状的操作。基因工程的目标是实现转基因生物性状的定向改良，技术上包括基因或DNA 的体外重组，转基因，重组子筛选与扩大繁育等多个环节，目的性和技术性都很强，需要严密的实验设计。基因工程的技术流程包括以下几个基本环节：目的基因克隆，载体的准备，目的基因与载体的连接，重组DNA转化/转染/转导，重组体的筛选与鉴定，最后是重组体的大量培养，外源基因表达效应分析与开发应用。从技术流程来看，基因工程包括四个基本条件：目的基因，载体，工具酶以及宿主细胞。 基因工程的发展经历了理论和技术的酝酿，诞生和快速发展等几个阶段。遗传物质DNA 的确定，DNA双螺旋结构的提出以及半保留复制机制的届是以及中心法则的提出为基因工程的诞生奠定了理论基础，而限制性内切酶核酸，连接酶的发现，载体的应用以及大肠杆菌转化体系的建立则为基因工程的诞生奠定了重要的技术基础。 基因工程能够真正应用离不开酶学，DNA重组技术的建立和发展是以各种核酸酶的发现和应用为基础的，特别是限制性内切核酸酶和DNA连接酶的发现和应用，使DNA分子的体外切割与连接真正成为可能。通过切割相邻两个核苷酸残疾之间的磷酸二酯键，从而使核酸分子多核苷酸链发生水解断裂的酶叫做核酸酶，把应用于基因工程的各种核酸酶统称为基因工程的工具酶。 基因工程中常用的工具酶有：限制性内切核酸酶（特异切割DNA），DNA连接酶（DNA 片段间连接，产生重组DNA分子），DNA聚合酶Ⅰ（切口平移制作高比活探针；3’突出末端DNA分子标记），Klenow片段（3’凹陷末端的补平；双链DNA 3’末端标记；延伸寡核苷酸引物合成探针），TaqDNA聚合酶（PCR），反转录酶（合成cDNA），碱性磷酸酶（去磷酸化，防止载体自身连接），RNA酶（去除基因中的RNA）。 限制性内切核酸酶（restriction endonuclease）,简称限制酶，是一类能够识别双链DNA 分子中的某种特定核苷酸序列，并切割DNA 双链结构的内切核酸酶。已经鉴定出的限制性内切核酸酶可以分为四种不同的类型：TypeⅠ，TypeⅡ，TypeⅢ，TypeⅣ。Ⅱ型限制性内切核酸酶只有一种多肽，以同源二聚体的形式存在，因为其识别和切割DNA分子具有严格的特异性，所以是基因工程中广泛使用的工具酶，被誉为基因克隆的“分子剪刀”。限制性核酸内切酶的活性受到以下几方面的影响：酶的纯度；DNA样品的纯度；DNA的甲基化程度；酶切反应的温度；DNA分子的构型；反应缓冲液；酶的星号活性；位点优势效应；末端切割。 DNA连接酶（DNA ligase）是能催化双链DNA片段靠在一起的3’ 羟基末端与5’ 段磷酸基团末端之间通过形成磷酸二酯键，使两末端连接的一种核酸酶。目前发现和利用的DNA 连接酶主要来源于大肠杆菌，T4噬菌体和耐热细菌。在连接反应中，首先ATP（有些连接酶是NAD+）与DNA连接酶反应，与连接酶生成一种共价结合的酶-AMP复合物，AMP激活DNA一条链的5’末端磷酸基团并转移到磷酸基团上，形成DNA-腺苷一磷酸复合物，最后3’-OH对激活的磷原子进行亲核攻击，形成磷酸二酯键，同时释放出AMP。其作用特点是：连接反应是耗能过程；不能够连接单链DNA分子；只能连接缺口不能连接裂口。影响连接反应的因素有：反应温度；连接酶浓度；ATP浓度；DNA片段末端。 基因工程的诞生，标志着人类打破历经数十亿年所形成的自然界固有的秩序，可跨物种进行基因交流，从源头上对生命进行控制或修饰，是人类从认识生命，探索生命奥秘的必然王国进入到改造生命的自由王国。基因工程对自然界和人类社会生活的影响之广，之深，是任何其他技术所无法比拟的。
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概 述导学案苏教版选修3 【课标要求】 简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用 【教学目标】 1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。 2、学习运用知识解决相关问题的能力。 3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 【教学过程】 知识点 一、基因工程的诞生和发展 （一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等 （二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。包括、以及。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果 二、基因工程的工具“分子手术刀”（1）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活
力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。 【例1】 下列关于限制酶的说法正确的是（） A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。 【例2】 下图为DNA分子的切割和连接过程。(1)EcoRI是一种酶，其识别序列是，切割位点是与之间的键。切割结果产生的DNA片段末端形式为。(2)不同来源DNA片段结合，在这里需要的酶应是连
基因工程药物发展的历史及启示 吴岚晓1,郭坤元1,秦 煜2 (11第一军医大学珠江医院血液科,广东广州510282;21第一军医大学南方医院创伤骨科,广东广州510282) 摘要:基因工程诞生20余年,运用于医药行业,研制和开发基因工程药物,已取得长足进展。迄今为止,已有近100 个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有无比强大的生命力。 就基因工程药物发展史进行概述,会从中得到许多启示。 关键词:基因工程;药物;科学;技术 中图分类号:R-02 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2002)12-0011-03 Developing History and the E nlightenment of G enetic E ngineering Drug W U L an-xiao,GUO Kun-yuan,QIN Y u (1.Depart ment of Hem atology,Zhujiang Hospital,First Military Medical U niversity,Guangz hou510282,China;2. N anf ang Hospital,First Military U niversity,Guangz hou510282,China) Abstract:G enetic engineering has made remarkable development in the area of drug production and research since it ap2 peared twenty years ago.More than100new geneitc engineering drugs have been used in clinic,and more drug-projects are undergoing.It can be predicted that genetic engineering drug will make more and more influence in people’s life.A perspective view about genetic engineering drug developing history was made in this article and some philosophic opinions inspired from it were discussed. K ey Words:genetic engineering;drug;science;technology 1 基因工程原理和技术 基因工程是在分子水平上人工改造生物遗传性,创造世间新的生物物种技术,亦称DNA重组或分子克隆,包括基因和载体的制备、切割和连接,重组DNA的转移、表达及产物分离等。基因的制备方法有,多聚酶链反应、互补文库、基因组文库、染色体DNA的酶切分离、酶合成法和化学合成法等,迄今为止,已制备人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、人α-干扰素及生长因子等多种药物的基因。载体是能将外源性目的基因运输至宿主细胞的小分子DNA,目前大抵有细菌质粒、嗜菌体DNA及病毒DNA构建人工载体,如pBR322、Charon系列、Cos2 mid、反转录病毒、腺病毒及其相关病毒的DNA,此外,尚有酵母人工染色体DNA,及哺乳动物人工染色体DNA等。载体和含目的基因的DNA分别经限制性内切酶切割后,两者混合通过连接酶连接构成重组DNA,经转化、转导、转染、激光打孔、微注射或基因枪等技术,可转移至宿主内,获得基因工程细胞,后者经培养和表达,即可产生相应的基因工程药物。近年来还发现不用载体也不重组,将编码完整的DNA片段或mRNA直接注射内实现完全表达,表明非重组DNA和mRNA可被细胞直接吸收和表达,既简化了基因操作程序,也修正了基因工程基本概念,又促进了基因工程药物的发展,同时还为基因治疗提供了新理论和新途径。 2 基因工程药物发展的历史 应用基因工程技术,研制和开发的药物称为基因工程药物。它是通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。包括蛋白质类生物大分子、初级代谢产物,如苯丙氨酸及丝氨酸等以及次生代谢产物抗生素等。自20世纪70年代初基因工程药物诞生以来,基因工程药物发展十分迅速。 ? 1 1 ? 医学与哲学2002年12月第23卷第12期总第259期
基因工程药物 周长征 第一部分概述 一、基因工程药物 （一）基因工程药物的概念 基因工程药物是以基因组学研究中发现的功能性基因或基因的产物为起始材料，通过生物学、分子生物学或生物化学、生物工程等相应技术制成的、并以相应分析技术控制中间产物和成品质量的生物活性物质产品，临床上可用于某些疾病的诊断和治疗。基因药物类型广泛，包括重组蛋白质药物、人源化单克隆抗体、基因治疗药物、重组蛋白质疫苗、核酸药物等10多种类型。 生产基因工程药物的基本方法是：将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，然后将载体导入靶细胞（微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞），使目的基因在靶细胞中得到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药物或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就称为基因治疗。 例如，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA 调控。利用基因剪切技术，用一种“基因剪刀”将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中（所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来）再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。把一定量的HBSAg注射入人体，就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的HBV。过去，乙肝疫苗的来源，主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体的污染。此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。 干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准唯一一种治疗丙型病毒性肝炎的药物。通常情况下人体内干扰素基因处于休眠状态，血中一般检测不到。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg 干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。1980年后，采用基因工程进行生产，其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获取1磅纯干扰素，其成本不到1亿美元。 （二）基因工程药物的发展 1973年，Cohen等人首次将带有Tet r基因和链霉素抗性基因（Str r）的两种大肠杆菌质粒成功地进行了重组，获得了可以复制并只有双亲质粒遗传信息的重组质粒，拉开了基因工程研究的序幕。1974年他们对具有Amp r和红霉素抗性基因（Emp r）的金黄色葡萄球菌质粒
基因工程进展概述 19世纪后期，一位修道士又开创了一个生物的新纪元，他就是孟德尔—“现代遗传学之父”。孟德尔通过豌豆杂交实验提出了基因的分离和自由组合定律，提出了遗传因子的概念，这算是基因被发现的源头。随后遗传学不断发展壮大起来，基因工程也不断发展起来。然后，到1909年丹麦科学家约翰逊提出了基因的概念来表示孟德尔的遗传因子，基因一词深入到了生命科学的世界中。 从1869年瑞士医生弗雷德里希·米歇尔发现DNA开始，到1919年菲巴斯·利文发现DNA的组成，再到威廉·阿斯特伯于1937年通过X光射线图阐明DNA 结构的规律性，再到1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋模型，生物遗传的另一重大发现慢慢呈现在人们眼前。期间，从格里菲斯的肺炎双球菌实验到艾弗里的“转化因子”的实验，再到赫尔希和蔡斯T2噬菌体转化实验人们逐步发现了DNA在生命世界中的作用。遗传的神秘面纱慢慢地被人们所揭开。 在摩尔根提出遗传学第三定律—基因的连锁交换定律，确立了基因在染色体上的学说之后，而染色体上的遗传物质就是DNA于是乎基因与染色体联系了起来。人们渐渐意识到基因就是具有遗传效应的DNA片段，携带着遗传信息。 人们又逐渐破译了遗传的秘密，从1957年F.H.C.克里克提出中心法则“DNA →RNA→蛋白质”，那时人们已慢慢清晰遗传到底是怎样进行的。再到1970年H.M.特明和D.巴尔的摩发现了“RNA→DNA”转化之后，克里克又完善了中心法则。当然最广泛的还是最初的那一条“DNA→RNA→蛋白质”。也就是说遗传信息表达的过程也清楚了。 之后人们也逐渐清晰的认识到基因是如何表达的，明白了DNA的转录过程，知道了基因表达过程是如何由外显子、内含子是如何调控的，于是人们更清晰的认识到基因表达的内涵。 随着尼伦伯格和马太破译出了第一个遗传密码，mRNA上的密码子逐渐被人们发现，而且把密码子与各个氨基酸相对应起来。对于人们对于遗传的表达更深一层了解。这样人们对于翻译过程也有了更多的了解。 就这样，基因表达过程在20世纪被人们发现了，先从基因说起也就是一个具有遗传效应的DNA片段，里面含有很多的碱基对，而这碱基对的排序便蕴藏着丰富的遗传信息。然后在RNA聚合酶结合基因上的启动子，转录产生mRNA，
我国基因工程药物的发展现状 以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近几十年来的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注，有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。现代生物技术之所以能受到各界的重视，一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途广泛，生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域；另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题，如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源，因此其原料具有再生性，同时生物系统生产产品产生的污染物少，对环境的破坏性很小或几乎没有，重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。 基因工程(genetic engineering )又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体 细胞内复制、转录、翻译表达的操作。 基因工程制药的出现是因为，许多药品的生产是从生物组织中提取的，受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若利用基因工程将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
一、产业现状及地位 1989年，中国批准了第一个在中国生产的基因工程药物一一重组人干扰素，标志着中国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物，也是到目前为止唯一的一个中国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后，中国基因工程制药产业从无到有，不断发展壮大。1998年，中国基因工程制药产业销售额已达到了7.2 亿元人民币。截止1998年底，中国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15种。国内已有30余家生物制药企业取得了基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。 根据1997年对全国452从个事生物技术研究、开发和生产的单位进行的通讯调查结果，截止1996年底，中国已有8种基因工程药物和疫苗商品化（包括试生产），1996年基因工程药物和疫苗销售额约为2.2亿元人民币，仅占同期全国医药生物技术产品年销售额21.16亿元人民的10.4%。然而可喜的是，中国基因工程制药产业发展迅猛，年销售额已从1996年的2.2亿元人民币增长到1998年的7.2亿元人民币，年均增长率高达80%预计2000年中国基因工程药物销售额将达到22.8亿元人民币。 基因工程在制药业中具有广阔的发展前景，中国的基因制药行业 已经初具规模，但与世界发达国家存在差距，主要表现在具有自主知识产权的产品较少，产业规模小、经济效益低。基因制药产业面临着历史性的机遇，主要表现在政府支持、资源丰富、基因信息公开、国际交流
基因工程药物的发展前景 周先建2003年4月12日 一、概况 自从DNA重组技术于1972年诞生以来，作为现代生物技术核心的基因工程技术得到飞速的发展。1982年美国Lilly公司首先将重组胰岛素投放市场，标志着世界第一个基因工程药物的诞生。目前，世界各国都将基因工程及其逐渐加速的产业化进程视为国民经济的新增长点，展开了激烈的市场竞争。到1999年底为止，全球至少已有近 3000家生物工程公司在从事生物药品与基因产品研究与开发。据不完全统计，在欧美诸国，已经上市的基因工程药品接近一百种，大约还有超过300种以上的药物处于临床试验阶段，约2000种在研究开发中，形成了一个巨大的高新技术产业，产生了不可估量的社会效益和经济效益。 基因工程药物的定义：将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，然后将载体导入靶细胞（微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞），使目的基因在靶细胞中得到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗。这就称为基因工程药物。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就成为基因治疗，但目前尚没有基于基因治疗技术的药物被正式批准。 基因工程药物因为其疗效好，副作用小,应用范围广泛而成为各国政府和企业投资研究开发的热点领域，大量的基因工程药品连续问世，年产值达数十亿美元。自1982年问世以来，基因工程药物成为制药行业的一支奇兵，每年平均有3-4个新药或疫苗问世，开发成功的约五十多个药品已广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病、囊纤维变性和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传统化学药物难以达到的作用。其原因在于，基因工程制药物的研究与开发多是以对疾病的分子水平上的有了解为基础的，往往会产生意想不到的高疗效。 基因工程制造药行业在近二十年中的飞速发展是以分子遗传、分子生物、分子病理、生物物理等基础学科的突破，以及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等基础工程学科的高速进展为后盾的。基因工程药物的开发时间为5-7年，比开发新化学单体（10-12年）要短一些，当然这也与各国政府的支持有关。据报道，开发活性蛋白生物创新药的成功率按开发的5个阶段大致是：临床前的成功率为15%，一期临床为27%，二期临床为40%，三期临床为80%，注册登记为90%，总体成功率大大高于化学药。适应症不断延伸也是蛋白类药物的一大特点。例如，rhG-CSF，91年上市时批的适应症是化疗并发中性粒细胞减少，到95年11月13日止，又增加了骨髓移植，严重慢性中性粒细胞减少及外周及外周血干细胞移植等适应症。因此，基因工程生物药物发展包括新品种和新适应症两个方面。 二、美国基因工程药物的发展前景