基因工程技術(shù)和應(yīng)用

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1、基因工程技術(shù)和應(yīng)用院校：遼寧大學(xué)商學(xué)院專業(yè)：09級(jí)旅游管理（2）班學(xué)號(hào)：290607225姓名：何國(guó)莉基因工程技術(shù)和應(yīng)用 基因工程是生物工程的一個(gè)重要分支，它和細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和微生物工程共同組成了生物工程。 所謂基因工程（genetic engineering)是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)，屬于基因重組。是將外源基因通過體外重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使這個(gè)基因能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長(zhǎng)、

2、繁殖的受體細(xì)胞中，以讓外源物質(zhì)在其中“安家落戶”，進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新技術(shù)。基因工程技術(shù)和應(yīng)用狹義狹義的基因工程：指用體外重組DNA技術(shù)去獲得新的重組基因廣義廣義的基因工程：指按人們意愿設(shè)計(jì)，通過改造基因或基因組而改變生物的遺傳特性。如如用重組DNA技術(shù)，將外源基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌中表達(dá)，使大腸桿菌能夠生產(chǎn)人所需要的產(chǎn)品基因工程技術(shù)和應(yīng)用第一步：獲取目的基因第二步：目的基因與運(yùn)載體結(jié)合第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)基因工程技術(shù)和應(yīng)用基因工程技術(shù)和應(yīng)用目的基因 ： 如植物的抗?。共《?抗細(xì)菌）基因；種子的貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因干擾素

3、基因等，都是目的基因。 如轉(zhuǎn)基因熒光蝌蚪如轉(zhuǎn)基因熒光蝌蚪基因工程技術(shù)和應(yīng)用 要從浩瀚的“基因海洋”中獲得特定的目的基因，是十分不易的。科學(xué)家們經(jīng)過不懈地探索，想出了許多辦法，其中主要有兩條途徑：第一：從供體細(xì)胞的DNA中直接分離基因 直接分離基因最常用的方法是“鳥槍法”，又叫“散彈射擊法”。鳥槍法的具體做法是：用限制酶將供體細(xì)胞中的DNA切成許多片段，將這些片段分別載入運(yùn)載體，然后通過運(yùn)載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，讓供體細(xì)胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分別在各個(gè)受體細(xì)胞中大量復(fù)制（在遺傳學(xué)中叫做擴(kuò)增），從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把帶有目的基因的DNA片段分離出來。用鳥

4、槍法獲得目的基因的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核細(xì)胞的基因含有不表達(dá)的DNA片段，一般使用人工合成的方法。第二：人工合成基因 目前人工合成基因的方法主要有兩條。一條途徑是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模版，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因。 另一條途徑是根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出相應(yīng)的信使RNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，推測(cè)出它的基因的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。如人的血紅蛋白基因胰島素基因等就可以通過人工合成基因的方法獲得 基因工程技術(shù)和應(yīng)用基因工程技術(shù)和應(yīng)用將目的基因

5、與運(yùn)載體結(jié)合的過程，實(shí)際上是不同來源的DNA重新組合的過程。首先要用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使質(zhì)粒出現(xiàn)一個(gè)缺口，露出黏性末端。然后用同一種限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末端。將切下的目的基因的片段插入質(zhì)粒的切口處，再加入適量DNA連接酶，質(zhì)粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就會(huì)因堿基互補(bǔ)配對(duì)而結(jié)合，形成一個(gè)重組DNA分子。如人的胰島素基因就是通過這種方法與大腸桿菌中的質(zhì)粒DNA分子結(jié)合，形成重組DNA分子（也叫重組質(zhì)粒）的。 基因工程技術(shù)和應(yīng)用基因工程技術(shù)和應(yīng)用目的基因的片段與運(yùn)載體在生物體外連接形成重組DNA分子后，下一步是將重組DNA分子引入受體細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增。 基因工程中常

6、用的受體細(xì)胞有大腸桿菌，枯草桿菌，土壤農(nóng)桿菌，酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。 用人工方法使外重組的DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑。例如，如果運(yùn)載體是質(zhì)粒，受體細(xì)胞是細(xì)菌，一般是將細(xì)菌用氯化鈣處理，以增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，就可以隨著受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制，由于細(xì)菌的繁殖速度非常快，在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠獲得大量的目的基因。 基因工程技術(shù)和應(yīng)用基因工程技術(shù)和應(yīng)用基因工程技術(shù)和應(yīng)用目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測(cè)與鑒定才能知道。以上步驟完成后，在全部的受體細(xì)胞中，真正能夠攝入重組D

7、NA分子的受體細(xì)胞是很少的。因此，必須通過一定的手段對(duì)受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的方法有很多種，例如，大腸桿菌的某種質(zhì)粒具有青霉素抗性基因，當(dāng)這種質(zhì)粒與外源DNA組合在一起形成重組質(zhì)粒，并被轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后，就可以根據(jù)受體細(xì)胞是否具有青霉素抗性來判斷受體細(xì)胞是否獲得了目的基因。重組DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后，受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達(dá)過程。 基因工程技術(shù)和應(yīng)用基因作為機(jī)體內(nèi)的遺傳單位，不僅可以決定我們的相貌、高矮，而且它的異常會(huì)不可避免地導(dǎo)致各種疾病的出現(xiàn)。某些缺陷基因可能會(huì)遺傳給后代，有些則不能?；蛑委煹奶岢鲎畛跏轻槍?duì)單基因缺陷的遺傳疾病，目的在于

8、有一個(gè)正常的基因來代替缺陷基因或者來補(bǔ)救缺陷基因的致病因素。胰島素是治療糖尿病的特效藥，長(zhǎng)期以來只能依靠從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知 。用基因治病是把功能基因?qū)氩∪梭w內(nèi)使之表達(dá)，并因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)發(fā)揮了功能使疾病得以治療。人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用?；蚬こ倘烁蓴_素-2b（安達(dá)芬） 是我國(guó)第一個(gè)全國(guó)產(chǎn)化基因工程人干擾素-2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細(xì)胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的病毒

9、性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治理的主要藥物。 基因工程技術(shù)和應(yīng)用胰島素是治療糖尿病的特效藥，長(zhǎng)期以來只能依靠從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)格之高可想而知。 而將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價(jià)格降低了30%-50%! 基因工程技術(shù)和應(yīng)用基因工程技術(shù)和應(yīng)用胰島素是由胰島胰島素是由胰島細(xì)胞受細(xì)胞受內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，也是唯一同血糖的激素，也是唯一同時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。質(zhì)合成的激素?；蚬こ碳夹g(shù)和應(yīng)用