基因工程chapter_1

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基因治疗临床试验所涉及的疾病
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二、基因工程的应用
2.基因工程与工农业
2.1转基因植物
植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离 到的目的基因，通过各种方法转移到植物的基因 组中，使之稳定遗传并赋予植物新的农艺性状， 如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。
➢植物抗虫基因工程 ➢抗病基因工程 ➢植物抗逆基因工程 ➢植物品质改良的基因工程 ➢植物生物反应器
基因是一个含有特定遗传信息的核苷酸序
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列，它是遗传物质的最小功能单位。 4
第一节 基本概念
2.基因工程
(gene engineering) 用人工方法,对
DNA(基因)分子在体 外(in vitro)进行切割、 连接、组成重组DNA 分子.再导入生物体内, 并使其在异种生物内 复制、表达,从而使受 体生物获得新的遗传 性状,这一全过程称为 基因工程.
3.
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实践上的三大实验
重组DNA实验、科恩模型实验、真核基因异
源表达实验
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限制性内切酶的发现
1970年H· Smith 首次分离了Ⅱ型限制酶HindIII
1978年诺贝尔奖
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基因克隆质粒载体的应用
pSC101（plasmid Stanley Cohen)
➢ 复制单元 ➢ 抗生素抗性基因 ➢ 外源DNA克隆位点
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第一例基因治疗临床实验
腺苷脱氨酶基因
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基因治疗死亡病例
1999年 一位18岁青年盖幸格接受基因治 疗仅仅4天便不幸死亡。
2002年 法国两名接受免疫缺陷基因治疗 的儿童，又莫名其妙地患上了白血病

基因工程各章知识点第一章绪论1．基因工程的首例操作实验三大理论基础：DNA是遗传物质、DNA的双螺旋结构和半保留复制、遗传密码的破译和遗传物质传递方式的确定三大技术基础：限制性核酸内切酶的发现与DNA的切割、DNA连接酶的发现与DNA片段的连接、基因工程载体的研究与应用基因工程的诞生：72年，P.Berg首次实现体外DNA重组：体外用EcoRI分别切割SV40和λDNA,并用T4 DNA连接酶连接成为重组的杂种DNA分子73年，S.Cohen 体外重组DNA并转化：具Kanr的E.Coli质粒R6－5和具Tetr的E.Coli质粒pSC101切割并连接转化的大肠杆菌具有双重抗性S.Cohen 和H.Boyer首次实现真核基因在原核中表达：将非洲爪蟾的DNA与E.Coli质粒（pSC101）体外切割并连接，转化大肠杆菌2．基因工程的基本概念基因工程是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种新物体（受体）内，使之稳定遗传并表达出新产物或具有新性状的DNA体外操作技术，也称为分子克隆或重组DNA 技术。

供体、载体、受体是基因工程的三大基本元件。

3．基因工程的基本操作过程a分离目的DNA片段：酶切、PCR扩增、化学合成等。

b重组：体外连接的DNA和载体DNA，形成重组DNA分子。

c转化：将重组DNA分子导入受体细胞并与之一起增殖。

d筛选：鉴定出获得了重组DNA分子的受体细胞。

e对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。

第二章载体1．理解用PBR322和PUC18作载体的克隆外源基因的原理。

答案不确定PBR322作载体的克隆外源基因的原理:PBR322质粒具有12 种限制性内切酶的单一识别位点：Tet r 基因内有7个酶切位点：Bam HⅠ，SalⅠ：Amp r基因内有3 个酶切位点：PstⅠ。

Eco RⅠ和HindⅢ不在抗生素基因内，不导致插入失活。

Figure 1
This figure is purely diagrammatic. The two ribbons symbolize the two phophate-sugar chains, and the horizonal rods the pairs of bases holding the chains together. The vertical line marks the fibre axis.
❖基因表达调控研究
基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译。在个体生长发育 过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化（时序调节） ，并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）。
原核生物的基因组和染色体结构都比较简单，转录和翻译在同 一时间和空间内发生，基因表达的调控主要发生在转录水平。
真核生物转录和翻译过程在时间和空间上都被分隔开，且在转 录和翻译后都有复杂的信息加工过程，其基因表达的调控可以 发生在各种不同的水平上。其基因表达调控主要表现在信号传 导研究、转录因子研究及RNA剪辑3个方面。
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注：文档资料素材和资料部分来
广义上，分子生物学包括对蛋白质和核酸等生物大 分子结构与功能的研究，以及从分子水平上阐明生 命现象和生物规律，但目前主要研究基因的结构与 功能、复制、转录、表达和调控，确切地应称为分 子遗传学。
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第一节 引 言
DNA
mRNA
16S rRNA
tRNA
生物 大分子
蜘蛛毒素 金属硫蛋白
第三节 分子生物学的研究内容 ❖分子生物学的研究内容：
DNA重组技术 基因表达调控研究 结构分子生物学 基因组、功能基因组与生物信息学研究

基因⼯程知识要点第⼀章1.基因⼯程:是在分⼦⽔平上进⾏的遗传操作，指将⼀种或多种⽣物体（供体）的基因或基因组提取出来，或者⼈⼯合成的基因，按照⼈们的愿望进⾏严密的设计，经过体外加⼯重组，转移到另⼀种⽣物体（受体）的细胞内，使之能在受体细胞遗传并获得新的遗传性状的技术。

2.基因⼯程的基本过程为哪些？切—接—转—增—检①获得⽬的基因：从供体细胞分离出基因组DNA，⽤内切酶将外源DNA切开。

——切（同时选择运载⽬的基因的载体）②⽬的基因与载体DNA拼接：⽤DNA连接酶将含有外源基因的DNA⽚段接到载体分⼦上，形成DNA重组分⼦。

——接③重组体分⼦导⼊受体细胞：借助于细胞转化⼿段将DNA重组分⼦导⼊受体细胞中。

——转④短时间培养转化细胞，以扩增DNA重组分⼦或使其整合到受体细胞的基因组中。

——增⑤筛选和鉴定转化细胞，获得使外源基因⾼效稳定表达的基因⼯程菌或细胞。

——检3.哪些基因是真核⽣物特有的？①假基因：核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋⽩质的失活基因。

②基因家族：由功能相关的基因成套组合形成③重复序列哪些是原核⽣物特有的：插⼊序列。

哪些是真核和原核共有的：移动基因、重叠基因第⼆章1.寄主细胞控制的限制与修饰宿主控制限制——核酸限制性内切酶宿主控制修饰——修饰的甲基转移酶以λ(k)噬菌体侵染E.coli B菌株为例解释寄主控制与修饰的现象。

（简述寄主控制的限制与修饰现象。

⼤多数细菌的噬菌体侵染都存在着⼀些功能性障碍。

所谓的寄主控制的限制与修饰现象简称（R/M体系）。

R/M体系：寄主是由两种酶活性配合完成的⼀种是修饰的甲基转移酶——修饰另⼀种是核酸内切限制酶——限制R/M体系的作⽤：保护⾃⾝的DNA不受限制；破坏外源DNA使之迅速降解；2. 简述Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型核酸内切酶的基本特性。

（1）Ⅰ型酶基本特性①有内切酶活性和甲基化酶活性——互斥②需要ATP、SAM（S—腺苷甲硫氨酸）和Mg 2+辅助因⼦；③EcoB和EcoK是由三种不同亚基组成。