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基因工程(genetic engineering):把分离到或合成基因经过改造,插入载体中,导入宿主细胞内,使其扩增和表示,从而得到大量基因产物,或令生物表现出新形状。
微生物和基因工程
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基因工程大事记
1973 Cohen和Boyer第一次将重组体DNA转化大肠杆菌,实现了DNA分子克隆;
1978 Genentech企业---人胰岛素---世界上第一个基因工程蛋白药品
1982 第一个基因工程药品--重组人胰岛素在英、美获准使用
1985 第一批转基因家畜(兔、猪和羊),中国 转基因鱼
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1993 基因工程西红柿在美国上市
1997 英国罗斯林研究所-克隆羊多莉
中国获准加入人类基因组计划, 负责测定人类基因组全部序列1%
. 科学家公布人类基因组工作草图
. 公布人类基因组基本信息
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第一节 基因工程概述
三项主要技术为基因工程奠定了基础:
1967-;
1972年Berg等将SV-40病毒DNA与噬菌体P22DNA在体外重组成功;1973年Cohen和Boyer第一次将重组体DNA转化大肠杆菌,实现了DNA分子克隆; 1977年Boyer等首先将人工合成生长激素释放抑制因子14肽基因重组入质粒,成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽;
1975-1977年Sanger、Maxam和Gilbert先后创造了三种DNA序列快速测定法;90年代全自动核酸序列测定仪问世;
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一、基因工程基本过程
1、目标基因提取:分离或合成外源基因。
2、体外重组:外源基因与载体体外连接,构建重组DNA分子;
3、转化:重组DNA分子导入细胞。
4、扩增该克隆DNA。
5、筛选与判定;
6、基因表示:控制适当条件,外源DNA表示。
7. 取得表示产物或转基因动物、转基因植物。
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一切基因工程操作都离不开微生物
1、基因工程所用克隆载体主要是用病毒、噬菌体和质粒改造而成。
2、基因工程所用千余种工具酶是从微生物中得到。
3、微生物细胞是基因克隆宿主。
4、大规模表示基因产物,构建工程菌,利用工厂发酵来实现。
5、提供基因资源(抗高温、高盐、高碱、低温等特征)。
6、模式生物提供基础理论。
二、微生物与基因工程关系
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第二节 基因分离合成和诱变
利用重组DNA技术,可将某一原核生物或真核生物染色体基因组全部遗传信息,贮存在由重组体群体(如重组噬菌体群体)组成基因文库(genomic library)或cDNA文库(cDNA library)
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1. 基因文库构建
所谓基因文库是指生物染色体基因组各DNA片段克隆总体。文库中每一个克隆只含基因组中某一特定DNA片段。
一个理想基因文库应包含该生物染色体基因组全部遗传信息(即全部DNA序列)。
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2、基因文库构建步骤:
(1)从组织或细胞提取基因组DNA;
(2)用限制性酶部分水解或机械剪切成适当长度DNA 片段,经分级分离选出一定大小适当克隆DNA片 段;
(3)选择容载量较大克隆载体,通常采取λ噬菌体或 柯斯质粒载体,在适当位点将载体切开;
(4)将基因组DNA片段与载体进行体外连接;
(5)重组体DNA直接转化细菌或用体外包装重组λ噬 菌体颗粒感染敏感细菌细胞。最终得到携带重组 DNA细菌群体或噬菌体群体即组成基因文库。
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