(生产管理知识)基因工程及其在大肠杆菌生产人干扰素中的应用

《基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究》一、引言基因工程技术的发展为生物医药领域带来了革命性的变革，其中重组DNA 技术作为一种能够改变生物体基因组的技术，为生产重组蛋白素（包括重组人胰岛素）提供了可行性。

本文将从深度和广度两个方面来探讨基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究。

二、基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的原理在基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究中，首先需要获取重组人胰岛素的基因序列，然后以质粒或病毒为载体将其转染至大肠杆菌的体内，经过培养和发酵，大肠杆菌体内合成重组人胰岛素，并通过纯化后得到最终的产品。

三、基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究进展1. 基因克隆技术的应用基因克隆技术的应用是基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的关键技术之一。

利用限制酶切剪切 DNA，然后重组连接，将重组的DNA 导入质粒内，再将质粒导入大肠杆菌细胞内，实现外源基因的表达。

2. 基因工程大肠杆菌的选择为了高效地生产重组人胰岛素，研究者需要筛选高产重组蛋白素的大肠杆菌菌株，并进行相关的改造以提高其产量。

3. 发酵工艺的优化发酵工艺的优化对于提高重组人胰岛素的产量至关重要。

包括对培养基成分、厌氧发酵条件、发酵时间等因素的优化。

四、基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的意义基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素具有重要的生物医药意义。

大肠杆菌是一种广泛存在于自然界中的细菌，其发酵生产成本低、抗污染能力强，适用于大规模工业化生产。

另重组人胰岛素与天然胰岛素具有相同的生物活性，可以作为治疗糖尿病的药物，在临床上有着重要的应用前景。

五、个人观点和理解基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的研究是基因工程技术的一个重要应用方向，其有着较高的生产效率和较低的成本，为生物医药领域带来了巨大的潜力和机遇。

但是，需要注意的是，基因工程技术在应用过程中也存在一些伦理和社会问题，例如生物安全性、环境影响等方面，需要引起足够的重视。

【优化设计】2018-2019 学年高中生物 1.3 基因工程的应用课后课时演练·促提升1.A.黑麦与六倍体普通小麦杂交,杂种通过秋水仙素或低温处理得到八倍体小黑麦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 上解析:A 选项八倍体小黑麦的培育利用的是染色体变异。

C 选项利用的原理是基因突变。

D 选项属于基因重组,但是发生在自然条件下,不符合基因工程“按照人们的愿望,进行严格的设计”的概念。

答案:B2.下列关于基因工程的说法中,正确的是( )A.基因工程的设计和施工是在细胞水平上进行的B.基因工程都是在生物体外完成的C.基因工程是对蛋白质进行的操作D.基因工程能打破物种间的界限,定向改造生物性状解析:基因工程是 DNA 分子水平上进行设计和施工的。

DNA 重组技术是在生物体外完成的,目的基因的表达是在细胞内完成的。

答案:D3.下列高科技成果中,根据基因重组原理进行的是( )①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒A.①B.①②C.①②③D.②③解析:自然界的基因重组发生在减数分裂过程中,同源染色体的两条非姐妹染色单体间的互换和非同源染色体间的自由组合都可以发生基因重组;人工的基因重组就是基因工程。

在题目给出的选项中:①袁隆平利用杂交技术培育出的超级水稻,其原理是自然界的基因重组。

②将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出的抗虫棉,属于通过基因工程进行的基因重组,该方法将目的基因移植到某种生物,整合到该生物的 DNA 分子中,并使目的基因得以表达,其最大优点就是克服了远缘杂交不亲和的障碍。

③是利用宇宙射线,诱发种子发生基因突变,从而培育出太空椒。

第2课时基因工程的基本操作程序[目标导读] 1.结合教材P8图1—6，整体把握并说出基因工程的原理和基本操作程序。

2.尝试设计某一转基因生物(例如让大肠杆菌生产鼠的β­珠蛋白)的研制过程。

[重难点击] 基因工程基本操作程序的四个步骤。

1．质粒作为载体所具备的条件(1)能自我复制：能够在受体细胞中进行自我复制，或整合到染色体DNA上，随染色体DNA 进行同步复制。

(2)有切割位点：有一个至多个限制酶切割位点，供外源基因插入。

(3)具有标记基因：具有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

(4)无毒害作用：对受体细胞无毒害作用，否则受体细胞将受到损伤甚至死亡。

2．DNA的复制过程示意图DNA复制是一个边解旋边复制的过程，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞内游离的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。

3．基因的表达是指某一基因通过转录、翻译合成相关蛋白质的过程。

[课堂导入]抗软化番茄是通过将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞培育而成的，具有抗软化、耐储存的优点，这种技术需要特定的操作程序，今天我们就来学习基因工程的基本操作程序。

探究点一目的基因的获取1．目的基因：主要是指编码蛋白质的基因。

2．获取目的基因的常用方法(1)从基因文库中获取①基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。

②基因文库种类文库类型部分基因文库(如cDNA文库)基因组文库文库大小小大基因中启动子(具有启动作用的DNA片段)无有基因中内含子(位于编码蛋白质序列内的非编码DNA片段)无有基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因物种间的基因交流可以部分基因可以(2)利用PCR技术扩增目的基因①原理：DNA双链复制。

②过程：a ．变性：加热至90～95 ℃，使DNA 中的氢键断裂，双链解开。

基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素[宝典] 基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的工艺一，背景知识1，基因工程科技名词定义中文名称:基因工程英文名称:genetic engineering;gene engineering其他名称:重组脱氧核糖核酸技术(recombinant DNA technique) 定义1:狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因;广义的基因工程则指按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。

如用重组DNA技术，将外源基因转入大肠杆菌中表达，使大肠杆菌能够生产人所需要的产品;将外源基因转入动物，构建具有新遗传特性的转基因动物;用基因敲除手段，获得有遗传缺陷的动物等。

定义2:将在体外进行修饰、改造的脱氧核糖核酸分子导入受体细胞中进行复制和表达的技术。

扩充: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(即重组DNA技术);而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。

一个完整的、用于生产目的的基因工程技术程序包括的基本内容有:(1)外源目标基因的分离、克隆以及目标基因的结构与功能研究。

这一部分的工作是整个基因工程的基础，因此又称为基因工程的上游部分;(2)适合转移、表达载体的构建或目标基因的表达调控结构重组;(3)外源基因的导入;(4)外源基因在宿主基因组上的整合、表达及检测与转基因生物的筛选;(5)外源基因表达产物的生理功能的核实;(6)转基因新品系的选育和建立，以及转基因新品系的效益分析;(7)生态与进化安全保障机制的建立;(8)消费安全评价。

基本操作步骤(上游技术)提取目的基因获取目的基因是实施基因工程的第一步。

如植物的抗病(抗病毒抗细菌)基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。

要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。

基因工程药物之干扰素的制备流程概述干扰素是一类重要的基因工程药物，具有抗病毒、抗肿瘤等作用。

本文将详细介绍干扰素的制备流程，包括干扰素的基因工程、表达和纯化等主要步骤。

1. 干扰素的基因工程干扰素的基因工程是制备干扰素的第一步，可以通过重组DNA技术构建包含干扰素基因的重组质粒。

具体步骤如下：•选择干扰素基因：从已知的干扰素基因库中选择合适的基因序列。

•克隆基因：将选定的干扰素基因通过PCR扩增等技术获得基因片段。

•构建重组质粒：将干扰素基因插入适当的表达载体中，构建重组质粒。

2. 干扰素的表达完成基因工程后，接下来是通过表达系统将干扰素基因表达为蛋白。

常见的表达系统包括大肠杆菌、哺乳动物细胞等，其中大肠杆菌表达系统是最常用的。

表达步骤如下：•转染表达宿主：将构建好的重组质粒导入表达宿主中。

•培养表达宿主：在适当的培养条件下，培养表达宿主，促使干扰素基因表达为蛋白。

•蛋白提取：采用合适的方法提取表达的干扰素蛋白。

3. 干扰素的纯化获得表达的干扰素蛋白后，还需要进行纯化步骤，将目标蛋白从其他杂质中分离出来，确保干扰素的纯度。

常见的纯化方法包括亲和层析、离子交换层析等：•亲和层析：利用干扰素与某种亲和基质之间的特异识别作用，实现干扰素的分离纯化。

•离子交换层析：根据蛋白的电荷性质，通过离子交换柱将干扰素与杂质分离。

4. 干扰素的检测与质控最后一步是对制备好的干扰素进行检测与质控，确保其质量符合要求。

常见的检测方法包括SDS-PAGE凝胶电泳、Western blotting等：•SDS-PAGE凝胶电泳：通过电泳分析蛋白的相对分子质量。

•Western blotting：通过特异抗体的靶向检测确认蛋白的存在。

结语通过上述步骤，干扰素的制备工作完成，得到的干扰素蛋白可以用于临床治疗等用途。

干扰素的基因工程、表达和纯化过程都需要严格控制，保证干扰素的质量和稳定性，为临床应用奠定基础。

大肠杆菌在生物工程中的应用研究大肠杆菌是一种常见的细菌，属于革兰氏阴性菌，可以在大肠内生长繁殖。

它是一种典型的模式微生物，也是生物工程中的重要研究对象。

在生物工程中，大肠杆菌不仅可以用作基因工程载体，还可作为研究重要蛋白质的工具。

今天，我们就来探讨大肠杆菌在生物工程中的应用研究。

大肠杆菌在基因工程中的应用研究在生物工程研究中，大肠杆菌作为载体在基因克隆、表达和突变等方面被广泛应用。

其中，基因克隆是指将感兴趣的基因从其它生物中分离出来并插入大肠杆菌染色体中，使它们具有在大肠杆菌中表达的能力。

基因表达指利用大肠杆菌表达人类或其它生物的重要蛋白质，例如生长因子、免疫球蛋白等等。

基因突变指在大肠杆杆菌中引入人为突变，以研究这些基因对细胞机制、代谢调节等方面的影响。

基因克隆是利用大肠杆菌的DNA重组技术实现的。

当染色体DNA遭受化学或物理作用而断裂时，通常会出现两种不同的DNA断裂形式：端断和内切。

大肠杆菌中，当外源DNA准备进入宿主细胞时，这些DNA可以直接与大肠杆菌染色体DNA发生重组，从而允许特定基因的插入和删除。

这充分说明了大肠杆菌在基因工程中的应用优势。

大肠杆菌在重要蛋白质的表达中的应用研究大肠杆菌一直被用作研究生物技术和药物开发的重要工具。

它具有高效表达目的基因和纯化重要蛋白质的功能，特别是在产生重要的生物医药品方面，大肠杆菌有着较为显著的优势。

例如，大肠杆菌用于表达疫苗和生物制品、裂解蛋白和其他生物大分子材料，这些产品通过利用大肠杆菌的表达系统生产。

这个系统专门用于生产疫苗和生物制品，并为生物药物产业提供可靠和高效的货源。

另外，大肠杆菌的生物合成能力在蛋白生产和制定新型蛋白的过程中得到了广泛应用。

一些蛋白本身的结构和物理化学特性就能够在大肠杆菌进行生产。

目前，大肠杆菌在表达酶类和仅含小分子的特殊蛋白方面已经有了较好的基础。

通过使用基因工程方法构建不同的蛋白表达平台，在基因表达、突变物的制成和纯化方面，具有很大的应用潜力。

基因工程技术应用
基因工程技术是一种利用现代生物技术修改和操作生物体基因组的方法。

它已被广泛应用于医学、农业、环境保护、工业等领域，具有广阔的应用前景。

以下是基因工程技术的一些应用：
1.医学领域：基因工程技术可用于制造生物制品，如疫苗、生长因子、单克隆抗体等，并用于基因治疗、基因诊断和基因药物研发。

2. 农业领域：基因工程技术可用于转基因作物的研究和开发，使植物具有抗虫、抗病、耐旱等优良性状，提高作物产量和品质，并减少农药的使用。

3. 环境保护：基因工程技术可用于生物修复，通过改良微生物的代谢途径和生物降解能力，降解化学污染物和有机废弃物，达到环境保护的目的。

4. 工业生产：基因工程技术可用于大肠杆菌等微生物的发酵工业，生产多种化学物质和能源，在环保、生物技术、新材料等领域有广泛应用。

总的来说，基因工程技术的应用范围和前景非常广泛，可以改善人类生活品质和促进社会发展。

基因工程药物的生产原理及其应用第一篇：基因工程药物的生产原理及其应用基因工程药物的生产原理及其应用摘要：近年来，基因工程药物在目的基因制备、载体的构建、基因转移技术、宿主表达系统和生物反应发生器等方面取得了令人瞩目的成就。

本文简单介绍基因工程药物的生产原理及其重要应用。

关键词：基因工程药物生产原理应用随着基因研究的深入，人类已经可以生产出许多基因工程产品。

基因工程药物引入医药产业,由此引起了医药工业的重大变革,使得医药产业成为最活跃、发展最快的产业之一，同时大大提高了21世纪人类的整体健康状况。

基因工程药物又称生物技术药物是指利用基因工程技术研制和生产的药物，是根据人们的愿望设计的基因,在体外剪切组合,并和载体DNA 连接,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纯化及做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗。

主要种类有：胰岛素、单克隆抗体、荷尔蒙、干扰素、白细胞介素、组织型纤溶酶原激活因子、红细胞生成素、集落刺激因子。

生产原理基因工程制药技术分获取目标基因的上游技术和大量培养上游技术阶段。

上游技术实质就是基因工程技术。

下游技术则包括菌体培养，细胞破碎，大量培养以及分离纯化几个步骤。

1.1 基因工程制药的上游技术基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。

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。

它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达。

基因工程研究采用的技术方法很多，以下介绍常见基本两种：聚合酶链反应技和Sanger双脱氢链终止法。

大肠杆菌在基因工程中的应用大肠杆菌是一种常见的细菌，因为其易于培养和遗传学特性而成为了基因工程的重要模型生物之一。

基因工程是人类利用分子遗传学、细胞生物学等技术手段对生物体进行基因改造的过程，使其实现某些人类所需的生物学功能。

本文将深入介绍大肠杆菌在基因工程中的应用。

一、大肠杆菌在DNA重组中的应用DNA重组是指将不同来源的DNA进行拼接、克隆或删除等操作来改变基因的结构和功能。

大肠杆菌是一种真正的工程菌，在DNA重组中有着重要的作用。

因为大肠杆菌的染色体只有一根，而且细胞的分裂时期只有30分钟左右，这就为大肠杆菌的DNA重组提供了非常便利的条件。

利用基因工程技术，可以将人类需要的目的基因克隆到大肠杆菌中，并利用大肠杆菌代谢途径的生物反应来合成所需要的特定蛋白。

此外，大肠杆菌也可以通过作为载体来传播适当的DNA。

大肠杆菌的细胞质中有着非常多的质粒，这些质粒可以独立于染色体进行复制和表达。

这意味着我们可以把重要的基因克隆到质粒上，利用大肠杆菌作为载体携带质粒将其引入真核细胞中。

这样，大肠杆菌及其质粒成为了一种高效的基因转移方法，为生命科学和生物技术中的基因治疗、基因诊断和疫苗等的研究带来了无限的可能性。

二、大肠杆菌在蛋白质表达中的应用大肠杆菌非常适合用于蛋白质表达，因为大肠杆菌具有快速繁殖、生长周期短和容易生长等优点。

在常规的重组蛋白制备过程中，研究人员常常使用大肠杆菌作为表达主机，将重组蛋白基因导入到大肠杆菌中，然后通过不同的表达条件来诱导基因表达，最终得到高含量且纯度较高的重组蛋白。

这项基因工程技术具有质量稳定、生产过程简单和成本低等优点，因此在医药生物领域的蛋白质药物和医用耗材领域受到广泛应用。

三、大肠杆菌在基因敲除中的应用基因敲除是一种通过人工手段消除某些基因表达功能的方法。

大肠杆菌是一种常见的基因敲除菌种。

利用基因敲除技术，研究人员可以选择性地删除大肠杆菌的某些基因，以了解这些基因在生物体代谢和生理过程中的功能，同时也能够根据需要对基因进行改造，以达到预期的效果。

基因工程在微生物学中的应用基因工程是一门应用生物学科学，通过技术手段对生物体的基因进行修改和调控，以达到改良个体性状或者生产特定产物的目的。

在微生物学领域，基因工程技术得到了广泛的应用，为微生物资源开发、生物农药生产、发酵工程和环境修复等提供了新的途径和手段。

本文将主要介绍基因工程在微生物学中的应用及其意义。

一、基因工程在微生物资源开发中的应用微生物资源是指从自然界中分离出来的具有一定功能的微生物，在微生物资源开发中，基因工程技术起到了关键的作用。

通过基因工程技术，科学家可以将感兴趣的基因导入到目标微生物中，使其具备新的特性或功能。

例如，利用基因工程技术，科学家们成功将抗生素耐药基因导入到某些微生物中，使其能够在抗生素环境中生存下来，为抗生素研究提供了重要的材料。

二、基因工程在微生物农药生产中的应用微生物农药是利用微生物代谢产生的活性物质对害虫进行控制的一种绿色环保农药。

基因工程技术在微生物农药生产中的应用主要是对微生物进行基因组改造，增加或突变其产生活性物质的能力。

例如，利用基因工程技术，科学家可以通过插入特定基因，使微生物具备合成特定农药的能力，从而提高生产效率，减少生产成本，实现农药生产的可持续发展。

三、基因工程在微生物发酵工程中的应用微生物发酵工程是一种利用微生物进行产物发酵的工艺，广泛应用于生物药品、食品添加剂、酒精等生产中。

基因工程技术在微生物发酵工程中的应用主要是通过修饰微生物的代谢通路，提高产物的产量和纯度。

例如，利用基因工程技术，科学家可以通过改造微生物的代谢通路，使其产生更多的目标产物，或者产生纯度更高的产物，从而提高产品的质量和市场竞争力。

四、基因工程在微生物环境修复中的应用微生物环境修复是一种利用微生物降解污染物的方法，可以有效地治理水体、土壤等环境中存在的有机污染物。

基因工程技术在微生物环境修复中的应用主要是通过修饰微生物的降解基因，提高其对污染物的降解能力。

例如，利用基因工程技术，科学家可以将某些降解基因导入到微生物中，使其具备降解某一特定污染物的能力，从而对环境进行修复和保护。

生物制药中的基因工程技术应用案例分析引言：基因工程技术是当今生物制药领域中的重要工具，它利用生物体内的基因信息进行创新和改进，为生物制药领域带来了许多突破性的进展。

本文将分析几个基因工程技术在生物制药中的应用案例，以展示其在疾病治疗和药物生产方面的重要性和优势。

1. 基因工程技术在生物药物生产中的应用生物药物是由活体细胞制造的药物，包括蛋白质、多肽和抗体等。

基因工程技术通过改变细胞的基因信息来增强细胞产生特定的蛋白质或抗体。

举例来说，基因工程技术可以通过将人源基因导入大肠杆菌，使其产生人类胰岛素。

由于大肠杆菌是一种易于培养和高效产生蛋白质的细胞，这种方法在胰岛素的大规模生产中被广泛应用。

此外，基因工程技术还可以通过改变微生物、动物或植物的基因来生产其他重要的生物药物，如抗癌药物、免疫调节剂等。

2. 基因工程技术在基因治疗中的应用基因治疗是利用基因工程技术修复或替换人体患有遗传性疾病或基因突变导致的异常基因。

例如，囊性纤维化是一种常见的遗传性疾病，它由CFTR基因的突变导致。

基因工程技术可以通过导入正常的CFTR基因来修复患者细胞中的异常基因，从而治疗囊性纤维化。

这种疗法被广泛认为是一种有望治愈遗传性疾病的方法，并已在一些临床试验中取得了突破性的成果。

3. 基因工程技术在疫苗开发中的应用基因工程技术在疫苗开发中起到了重要的作用。

传统疫苗的制备过程需要大量的病毒培养和准备，而基因工程技术可以通过将病毒的抗原基因导入细胞中来生产疫苗。

这种方法不仅可以大大提高疫苗的生产效率，还可以避免使用活病毒，减少了疫苗的安全风险。

举例来说，目前新冠疫苗的生产就采用了基因工程技术，通过将新冠病毒的蛋白基因导入细胞中来生产疫苗，大大加快了疫苗的研发和生产进程。

4. 基因工程技术在药物研发中的应用基因工程技术在药物研发中可用于生产重要蛋白的表达和纯化。

通过将这些蛋白的基因导入高效表达系统中，可以大大提高药物的生产量和质量。

干扰素生产工艺干扰素是一种重要的抗病毒蛋白质，广泛应用于临床医学中治疗病毒感染和恶性肿瘤。

干扰素的生产工艺包括基因工程和发酵工艺两个部分。

基因工程是干扰素生产的关键步骤之一。

首先，从人体或其他动物中提取相关基因，然后将其插入到融合质粒或细胞株中。

目前常用的融合质粒是质粒pBR322，细胞株则多选用大肠杆菌(E.coli)。

将外源基因与质粒或细胞株插入时，需要加入特定的限制性内切酶进行剪切，以保证外源基因能够正确插入。

接下来，利用转化法将融合质粒或细胞株引入宿主细胞中，形成重组细胞。

重组细胞经过筛选和分离，最终能够获得具有干扰素基因的细胞株。

发酵工艺是干扰素生产的另一个重要环节。

发酵是利用微生物在合适的培养基中进行代谢活动，生产目标产物。

干扰素的生产主要利用大肠杆菌进行发酵。

首先，将重组细胞培养在含有理想培养基的发酵罐中。

理想的培养基是指含有合适的碳源、氮源、矿物质和辅助因子的培养基，能够提供微生物生长所需的养分。

培养基的pH值、温度和搅拌速度等条件也需要适当控制，以保证微生物能够有效地生长和产生干扰素。

在发酵过程中，需要定期对发酵罐中的微生物进行监测和控制。

通过检测微生物的生长情况、溶氧和酸碱度等参数，可以调整培养条件，以提高干扰素的产量和纯度。

此外，还需要对干扰素进行纯化和浓缩处理。

一般采用柱层析和超滤等技术，将发酵液中的干扰素与其他杂质物进行分离和去除，最终得到较纯的干扰素溶液。

总之，干扰素的生产工艺主要包括基因工程和发酵工艺两个部分。

基因工程通过插入外源基因将干扰素基因引入宿主细胞中，形成重组细胞。

发酵工艺则利用重组细胞在合适的培养基中进行发酵，通过监测和控制微生物的生长条件，最终得到较纯的干扰素产物。

随着生物技术的不断发展，干扰素的生产工艺也在不断优化，以提高产量和纯度，满足临床应用的需求。

基因工程及其应用编稿：闫敏敏审稿：宋辰霞【学习目标】1、简述基因工程的原理。

2、举例说明基因工程在农业、医药等领域的应用。

3、关注转基因生物和转基因食品的安全性。

【要点梳理】要点一、基因工程的原理1、对概念的理解基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切→拼接→导入→表达结果人类需要的基因产物2、基因工程的工具（1）基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶①概念：限制酶是生物体内的一种酶，能将外来的DNA分子切断，由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。

②特点：特异性。

即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。

要点诠释：①限制酶切割的是脱氧核苷酸之间（磷酸和脱氧核糖之间）的化学键——磷酸二酯键，不是切割碱基之间的氢键。

②限制酶切割目的基因不一定都产生黏性末端，也可能产生整齐的末端。

（2）基因的“针线”——DNA连接酶把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，这样一个重组DNA分子就形成了。

如下图：要点诠释：DNA连接酶连接的也是磷酸和脱氧核糖之间的化学键——磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。

（3）基因的“运载工具”——运载体①常用的运载体:细菌细胞质的质粒、噬菌体或某些动植物病毒。

其中，质粒是基因工程最常用的运载体。

②条件：a．能在受体细胞内稳定保存并大量复制；b．有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；c．有标记基因，便于进行筛选。

3、基因工程的原理：基因重组4、基因重组与基因工程比较要点二、基因工程的基本操作步骤第一步：获取目的基因第二步：目的基因与运载体结合第三步：将目的基因导入受体细胞第四步：目的基因的检测和表达要点三、基因工程的应用【高清课堂：基因工程及其应用高清未发布基因工程的应用】1、基因工程与遗传育种（1）获得高产、抗逆性强的优质转基因植物①抗虫转基因植物②抗病（病毒、细菌、真菌）转基因植物③抗逆转基因植物④利用转基因改良植物的品质（2）具有优良性状或特殊用途的转基因动物2、基因工程与疾病治疗（1）生产基因工程药品：利用基因工程菌等生产的药物有：胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝疫苗等60余种。

⼤肠杆菌能合成⼈类⼲扰素吗⼤肠杆菌能产⽣⼈来⼲扰素吗？下意识⾥⾯当然是不能的，因为⼲扰素是⼀种糖蛋⽩，⽽⼤肠杆菌是不能对蛋⽩质进⾏糖基化修饰。

请教度娘后收获如下，⼤家分享。

根据⽣物学书中的定义，⼲扰素是哺乳动物细胞在诱导物的诱导下产⽣的⼀种特异糖蛋⽩，由此可知，由哺乳动物细胞分泌的天然⼲扰素是糖蛋⽩，但是这并不意味着由基因⼯程技术⽣产的重组⼈⼲扰素就⼀定是糖蛋⽩。

据科学家的研究资料显⽰，⽤⼤肠杆菌⽣产出来的⼲扰素是没有糖链的，但同样能够抑制病毒在细胞内的增殖，加强巨噬细胞的吞噬作⽤和对癌细胞的杀伤作⽤。

由此可知，该假设对于⼤肠杆菌表达系统并不成⽴，⼤肠杆菌可以⽣产⼲扰素，但没有证据表明⼤肠杆菌能⽣产糖蛋⽩。

既然基因⼯程⽅法⽣产出来的⼲扰素没有糖链也能发挥作⽤，那哺乳动物细胞为何要“多此⼀举”给⼲扰素加上糖链呢？糖链之于糖蛋⽩的意义是什么？⼀⽅⾯，真核细胞的糖基化体系给蛋⽩加上糖链后，能够帮助蛋⽩折叠成正确的构像，同时糖蛋⽩分⼦表⾯的极性糖链有助于蛋⽩质的溶解，防⽌蛋⽩聚集沉淀，从⽽能使糖蛋⽩分泌到细胞外。

⽽在⼤肠杆菌表达系统中，由于缺乏糖基化体系，表达的⾮糖基化蛋⽩常常会在细菌体中聚集成不溶性的包涵体（inclusion body）。

所谓包涵体，是指由于表达部位的低电势以及外源蛋⽩分⼦的特殊结构如Cys含量较⾼、低电荷、⽆糖基化等，使得外源蛋⽩与其周围的杂蛋⽩、核酸等形成的不溶性聚合体。

包涵体中的蛋⽩是没有⽣物活性的，需要通过后续的溶解、纯化、复性等操作帮助变性的包涵体蛋⽩折叠成有⽣物活性的蛋⽩。

科学家⽤基因⼯程的⽅法在⼤肠杆菌细胞内获得的⼲扰素就是以包涵体的形式存在的，因此，最初获得的⼲扰素是没有活性的，通过之后的纯化、复性等⼀系列的操作，科学家才得到了有⽣物活性的重组⼈⼲扰素。

另⼀⽅⾯，糖链对蛋⽩的稳定性和半寿期（half life，⼀种物质其质量的⼀半被代谢或排出所需的时间）有⼀定的影响，⼀些糖蛋⽩在去除糖链后虽然仍具有⼀定的⽣物活性，但是易被蛋⽩酶降解。