1、細胞工程胚胎工程載體載體DNA連接酶連接酶限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶目的基因的檢測與表達目的基因的檢測與表達目的基因導入受體細胞目的基因導入受體細胞基因表達載體的構建基因表達載體的構建目的基因的獲取目的基因的獲取轉基因動物轉基因動物轉基因植物轉基因植物工程菌工程菌基因治療基因治療基本原理基本原理練練練練1 1、限制酶的作用：（體現了專一性）、限制酶的作用：（體現了專一性） 2、限制酶的作用原理：、限制酶的作用原理：4、用途：、用途：5、來源和種類：微生物、幾千種、來源和種類：微生物、幾千種3、作用結果：、作用結果：“分子手術刀分子手術刀”限制性核酸內切限制性核酸內切酶酶1）能識別特定核苷

2、酸序列；）能識別特定核苷酸序列；2）從特定部位的兩個核苷酸之間切開。）從特定部位的兩個核苷酸之間切開。催化磷酸二酯鍵斷裂催化磷酸二酯鍵斷裂形成黏性末端、平末端形成黏性末端、平末端1）切割目的基因和運載體（基因工程）切割目的基因和運載體（基因工程）2）保護自身細胞原有的遺傳信息）保護自身細胞原有的遺傳信息 （原核微生物細胞）（原核微生物細胞）“分子手術刀分子手術刀”限制性核酸內切限制性核酸內切酶酶“分子手術刀分子手術刀”限制性核酸內切限制性核酸內切酶酶“分子縫合針分子縫合針”DNA連接酶連接酶1、DNA連接酶的作用：連接酶的作用：2、作用原理：、作用原理：3、作用結果：、作用結果：4、用途：、用

3、途： 5、種類：、種類： DNA聚合酶與聚合酶與DNA連接酶連接酶連接連接DNA片段片段催化磷酸二酯鍵形成催化磷酸二酯鍵形成獲得重組獲得重組DNA分子分子1）構建基因表達載體（基因工程）構建基因表達載體（基因工程）2）基因修復（原核微生物細胞）基因修復（原核微生物細胞）2、作為載體的必要條件：、作為載體的必要條件： 能自我復制能自我復制 有切割位點有切割位點 有遺傳標記基因有遺傳標記基因 另外，對受體細胞無害、容易分離等另外，對受體細胞無害、容易分離等1、載體的用途：、載體的用途：“分子運輸車分子運輸車”載體載體3、載體的種類：、載體的種類：1 1）細菌質粒）細菌質粒2 2）噬菌體的衍生物噬菌

4、體的衍生物3 3）動植物病毒）動植物病毒能復制并帶著插能復制并帶著插入的目的基因一入的目的基因一起復制起復制切割位點切割位點有標記基因的存有標記基因的存在，將來可用含在，將來可用含青霉素的培養基青霉素的培養基鑒別。鑒別。“分子運輸車分子運輸車”載體載體方法方法1、從、從基因文庫基因文庫中獲取中獲取方法方法2、利用、利用PCR技術技術獲取和擴增目的基因獲取和擴增目的基因方法方法3、人工合成人工合成將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞 植物細胞植物細胞將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞 動物細胞動物細胞翻譯翻譯參與代謝參與代謝DNA探針探針DNA雜交雜交DNA探針探針mRNA雜交

5、雜交抗原抗原抗體雜交抗體雜交、分子水平鑒定分子水平鑒定、個體生物學水平鑒定、個體生物學水平鑒定若不能表達，若不能表達，要對抗蟲基因要對抗蟲基因再進行再進行修飾修飾。1、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因、在基因工程中，切割運載體和含有目的基因的的DNA片段，需使用（片段，需使用（ ）A. 同種限制酶同種限制酶 B. 兩種限制酶兩種限制酶C. 同種連接酶同種連接酶 D. 兩種連接酶兩種連接酶2、基因工程常用的受體細胞有（、基因工程常用的受體細胞有（ ）（1）大腸桿菌）大腸桿菌 （2）枯草桿菌）枯草桿菌（3）支原體）支原體 （4）動植物細胞）動植物細胞A. （3）（）（4） B. （1）（）（

6、2）（）（4）C. （2）（）（3）（）（4） D. （1）（）（2）（）（3）提高作物抗逆能力提高作物抗逆能力改良農作物的品質改良農作物的品質生產藥物生產藥物、轉基因植物、轉基因植物提高動物生長速度提高動物生長速度 轉基因綿羊、鯉魚等轉基因綿羊、鯉魚等改善畜產品的品質改善畜產品的品質 降低牛奶中乳糖的含量降低牛奶中乳糖的含量生產藥物生產藥物 乳腺乳腺/房生物反應器房生物反應器作為器官移植供體作為器官移植供體、轉基因動物、轉基因動物、 用基因工程方法，使用基因工程方法，使外源基因外源基因得到高效表達的得到高效表達的菌類細胞株系。菌類細胞株系。3）構建基因文庫，保護生物多樣性）構建基因文庫，保護

7、生物多樣性2）環境保護（如分解石油的）環境保護（如分解石油的“超級菌超級菌”）1）生產基因工程藥物）生產基因工程藥物細胞因子、抗體、細胞因子、抗體、 疫苗、激素等疫苗、激素等、基因治療：、基因治療： 把把正常基因正?；驅氩∪梭w內，使該基因的導入病人體內，使該基因的表達產物表達產物發揮功能，從而達到治療疾病的目的。發揮功能，從而達到治療疾病的目的。1）體內治療：）體內治療：2）體外治療：）體外治療：直接向人體組織細胞中轉移基因的治病方法。直接向人體組織細胞中轉移基因的治病方法。 先從病人體內先從病人體內獲取獲取某種細胞，例如某種細胞，例如T 淋巴細胞，淋巴細胞，進行進行培養培養，然后在體外完

8、成，然后在體外完成基因轉移基因轉移，再，再篩選篩選成功成功轉移的細胞轉移的細胞擴增培養擴增培養，最后，最后重新輸入重新輸入患者體內的治患者體內的治療方法。療方法。蛋白質工程的基本原理蛋白質工程的基本原理需要的需要的（一）蛋白質的分子設計與改造（一）蛋白質的分子設計與改造 蛋白質工程首先是以蛋白質的結構為基礎，蛋白質工程首先是以蛋白質的結構為基礎，通過蛋白質的一級結構、晶體結構和溶液構象的通過蛋白質的一級結構、晶體結構和溶液構象的研究，積累了成千上萬蛋白質一級結構和高級結研究，積累了成千上萬蛋白質一級結構和高級結構的數據資料，并編制成系統的數據庫，得以從構的數據資料，并編制成系統的數據庫，得以從

9、中找出中找出蛋白質分子間的進化關系蛋白質分子間的進化關系、一級結構和高一級結構和高級結構的關系級結構的關系、結構與功能的關系結構與功能的關系方面的規律。方面的規律。 現有的蛋白質是生物長期進化的結果，蛋白現有的蛋白質是生物長期進化的結果，蛋白質工程則是對生物進化的模擬，按照蛋白質形成質工程則是對生物進化的模擬，按照蛋白質形成的規律，改造蛋白質或構建新的蛋白質。的規律，改造蛋白質或構建新的蛋白質。（二）蛋白質改造工程舉例（二）蛋白質改造工程舉例胰島素改造胰島素改造 天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六天然胰島素制劑在儲存中易形成二聚體和六聚體，延緩胰島素從注射部位進入血液，從而延聚體，延緩胰島

10、素從注射部位進入血液，從而延緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島緩了其降血糖作用，也增加了抗原性，這是胰島素素B23-B28氨基酸殘基結構所致。利用蛋白質工氨基酸殘基結構所致。利用蛋白質工程技術改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使程技術改變這些殘基，則可降低其聚合作用，使胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實胰島素快速起作用。該速效胰島素已通過臨床實驗。驗。何謂蛋白質工程？何謂蛋白質工程？ 在現代生物技術中，蛋白質工程出現在現代生物技術中，蛋白質工程出現得最晚，是在得最晚，是在20世紀世紀80年代初期出現的。年代初期出現的。1983年年 “蛋白質工程蛋白質工程”這個名詞出現后，這個名

11、詞出現后，隨即被廣泛接受和采用隨即被廣泛接受和采用 。 蛋白質工程的進展和前景蛋白質工程的進展和前景 蛋白質工程匯集了當代分子生物學等學科蛋白質工程匯集了當代分子生物學等學科的一些前沿領域的最新成就，它把核酸與蛋白的一些前沿領域的最新成就，它把核酸與蛋白質結合、蛋白質空間結構與生物功能結合起來質結合、蛋白質空間結構與生物功能結合起來研究。研究。 蛋白質工程將蛋白質與酶的研究推進到嶄蛋白質工程將蛋白質與酶的研究推進到嶄新的時代，為蛋白質和酶在工業、農業和醫藥新的時代，為蛋白質和酶在工業、農業和醫藥方面的應用開拓了誘人的前景。蛋白質工程開方面的應用開拓了誘人的前景。蛋白質工程開創了按照人類意愿改造、創造符合人類需要的創了按照人類意愿改造、創造符合人類需要的蛋白質的新時期。蛋白質的新時期。基因文庫基因文庫: : 將含有某種生物不同基因的許多將含有某種生物不同基因的許多DNADNA片段片段, ,導入導入中儲存中儲存, ,各個受體菌分別含有這種生物的各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因不同的基因, ,稱為基因文庫稱為基因文庫(gene library)(gene library) 1 1） 基因組文庫基因組文庫: : 基因文庫中包含了一種生物所有的基因基因文庫