在目的基因的檢測(cè)過(guò)程中 檢測(cè)的對(duì)象是什么 思考 4 目的基因的檢測(cè)和表達(dá) 檢測(cè) 通過(guò)檢測(cè)標(biāo)記基因的有無(wú) 來(lái)判斷目的基因是否導(dǎo)入 表達(dá) 通過(guò)特定性狀的產(chǎn)生與否來(lái)確定目的基因是否表達(dá) 4 目的基因的檢測(cè)和表達(dá) 例 下圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌D細(xì)胞內(nèi) 產(chǎn)生 工程菌 的示意圖 所用的載體為質(zhì)粒A 已知細(xì)菌D細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒 也不含質(zhì)粒A上的基因 質(zhì)粒A導(dǎo)入細(xì)菌后 其上的基因能得到表達(dá) 1 圖中A和B產(chǎn)生的C叫 它通常在體外完成 此過(guò)程必須用到的工具酶為 2 目前把C導(dǎo)入細(xì)菌時(shí)效率不高 在導(dǎo)入前一般要用處理細(xì)菌 以增大細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞壁的通透性 重組DNA 質(zhì)粒 限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶 CaCl2 3 在導(dǎo)入完成后得到的細(xì)菌 實(shí)際上有的根本沒(méi)有導(dǎo)入質(zhì)粒 有的導(dǎo)入了普通質(zhì)粒 只有少數(shù)導(dǎo)入的是C 所以在基因工程的操作步驟中必須要有這一步驟 目的基因的檢測(cè)與表達(dá) 4 如何鑒別得到的細(xì)菌是否導(dǎo)入了質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一簡(jiǎn)單方案 5 若把已導(dǎo)入了普通質(zhì)粒A或重組質(zhì)粒的細(xì)菌放在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng) 含普通質(zhì)粒A的細(xì)菌 含重組質(zhì)粒的細(xì)菌 原因 將得到的細(xì)菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上 能生長(zhǎng)的就導(dǎo)入了 反之則沒(méi)有 能生長(zhǎng) 不能生長(zhǎng) 目的基因的導(dǎo)入 破壞了四環(huán)素抗性基因 基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生 生產(chǎn)基因工程藥品 生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史1 天然藥物 如中草藥 中成藥2 化學(xué)方法合成新的藥物3 基因工程藥物 基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生 1 生產(chǎn)基因工程藥品 微生物生長(zhǎng)迅速 容易控制 適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn) 如利用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素 干擾素 白細(xì)胞介素 2等 既增加產(chǎn)量 又降低成本 生產(chǎn)基因工程產(chǎn)品的 生物反應(yīng)器 生產(chǎn)基因工程藥品細(xì)菌基因工程細(xì)胞基因工程轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 動(dòng)物乳房生物反應(yīng)器 同大腸桿菌生產(chǎn)系統(tǒng)相比 動(dòng)物乳房反應(yīng)器系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn) 第一 動(dòng)物的基因形式和人類(lèi)相同 從人類(lèi)染色體上切下來(lái)的任何基因都可以直接轉(zhuǎn)移到動(dòng)物體內(nèi) 使分離和克隆基因的手續(xù)相對(duì)簡(jiǎn)單一些 第二 用動(dòng)物乳房生產(chǎn)外源蛋白質(zhì) 產(chǎn)量很高 目前在初乳中已經(jīng)達(dá)到70g L 在常乳中達(dá)到35g L 第三 動(dòng)物乳腺細(xì)胞可以使任何基因正確表達(dá) 并正確進(jìn)行后加工 因此 動(dòng)物乳腺細(xì)胞所生產(chǎn)出來(lái)的蛋白質(zhì)與天然產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有區(qū)別 活性也沒(méi)有區(qū)別 此外 乳房是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng) 血液中的蛋白質(zhì)有時(shí)可以進(jìn)入奶中 但奶中的蛋白質(zhì)永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)入血液 因此 在乳房中生產(chǎn)的任何蛋白質(zhì) 即使是生理功能很強(qiáng)的激素類(lèi)蛋白質(zhì) 也不會(huì)影響動(dòng)物本身的健康 第四 乳中的蛋白質(zhì)種類(lèi)較少 主要是酪蛋白 乳球蛋白 白蛋白和從血液中擴(kuò)散而來(lái)的少量血清蛋白及免疫球蛋白 因此 提純重組基因在奶中表達(dá)的目標(biāo)蛋白 相對(duì)要容易一些 第五 用乳房生產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品是一個(gè)農(nóng)業(yè)過(guò)程 如果不考慮產(chǎn)品提純 則不需要復(fù)雜設(shè)備 也不需要素質(zhì)很高的操作人員 牛 羊吃的是草料 生產(chǎn)的是奶 奶中的珍貴蛋白完全是常規(guī)奶的高附加值產(chǎn)品 其生產(chǎn)成本之低沒(méi)有其他系統(tǒng)可以相比 第六 用乳房生物反應(yīng)器生產(chǎn)產(chǎn)品可以對(duì)市場(chǎng)做出靈活反應(yīng) 由于牛 羊體內(nèi)重組的外源基因是可以遺傳給后代的 因此 在市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求旺盛時(shí)可擴(kuò)大畜群 市場(chǎng)縮小時(shí)可以減少畜群頭數(shù) 需要等待市場(chǎng)時(shí)可以用保存精液或胚胎的方法保種 使所受經(jīng)濟(jì)損失不大 第七 該系統(tǒng)可以充分利用可再生產(chǎn)的天然資源 對(duì)環(huán)境造成的不良影響很輕微 第八 該系統(tǒng)除了可用來(lái)生產(chǎn)藥物外 也可用來(lái)生產(chǎn)食品和保健品 其他系統(tǒng)則不行 基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生 2 用于基因診斷與基因治療基因診斷 用放射性同位素 熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針 利用DNA分子雜交原理 鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息 達(dá)到檢測(cè)疾病的目的 基因治療 把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中 達(dá)到治療疾病的目的 DNA探針 DNAprobe 定義 帶有特殊堿基序列的單鏈DNA或RNA分子 可以用放射性物質(zhì)或免疫性物質(zhì)標(biāo)記 通過(guò)雜交 DNA探針常用于檢測(cè)互補(bǔ)的堿基序列 基因治療 實(shí)例 1990年9月14日 一名4歲的美國(guó)小姑娘成為聯(lián)邦政府批準(zhǔn)的接受基因療法的第一個(gè)病人 她患有一種遺傳病 重癥復(fù)合免疫缺損癥 SCID 原因是她的腺苷脫氨酶基因缺陷 不能產(chǎn)生腺苷脫氨酶 導(dǎo)致出現(xiàn)免疫細(xì)胞發(fā)育障礙 免疫功能低下 極易感染 不治療通常難活過(guò)1周歲 基因治療過(guò)程簡(jiǎn)析 基因工程在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用一是通過(guò)基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物 二是用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作物新品種 基因工程與農(nóng)牧業(yè) 食品工業(yè) 植物基因的轉(zhuǎn)移方法農(nóng)桿菌的質(zhì)粒 顯微注射法 基因槍法 基因工程在畜牧業(yè)上的應(yīng)用一方面是培育體型巨大品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物更重要的是利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)獲得人類(lèi)所需的各類(lèi)物質(zhì) 基因工程與農(nóng)牧業(yè) 食品工業(yè) 基因工程與農(nóng)牧業(yè) 食品工業(yè) 轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒 轉(zhuǎn)魚(yú)抗寒基因的番茄 基因工程與農(nóng)牧業(yè) 食品工業(yè) 生長(zhǎng)快 肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(yú) 中國(guó) 乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛 阿根廷 基因工程與農(nóng)牧業(yè) 食品工業(yè) 基因工程與環(huán)境保護(hù) 1 環(huán)境監(jiān)測(cè)基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒 細(xì)菌等污染 2 環(huán)境污染治理基因工程做成的 超級(jí)細(xì)菌 能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì) 噴灑工程菌清除石油污染 1 有些轉(zhuǎn)基因食物含的一些物質(zhì) 可能會(huì)影響人體健康 2 大量的轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然界后很可能會(huì)與野生物種進(jìn)行雜交 產(chǎn)生一些超級(jí)生物 從而造成基因污染 3 如有些作物插入抗蟲(chóng)基因 殺死環(huán)境中有益的生物 基因工程的弊端 基因芯片 基因芯片是最重要的一種生物芯片 是指將大量探針?lè)肿庸潭ㄓ谥С治锷?然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交 通過(guò)雜交信號(hào)的強(qiáng)弱判斷靶分子的數(shù)量 用該技術(shù)可將大量的探針同時(shí)固定于支持物上 所以一次可對(duì)大量核酸分子進(jìn)行檢測(cè)分析 解決了傳統(tǒng)核酸雜交技術(shù)操作復(fù)雜 自動(dòng)化程度低 檢測(cè)目的分子數(shù)量少 效率低等不足 它能在同一時(shí)間內(nèi)分析大量的基因 使人們準(zhǔn)確高效地破譯遺傳密碼 基因芯片 從正常人的基因組中分離