文档介绍：专题1   基因工程
基因工程概念
基因工程是指根据大家愿望，进行严格设计，经过体外DNA重组和转基因技术，给予生物以新遗传特征，发明出更符合大家需要新生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，又叫做DNA重组技术。
（一）基因工程基础工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）起源：关键是从原核生物中分离纯化出来。
（2）功效：能够识别双链DNA分子某种特定核苷酸序列，而且使每一条链中特定部位两个核苷酸之间磷酸二酯键断开，所以含有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生DN***段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）比较：
①相同点：全部缝合磷酸二酯键。
②区分：E·coliDNA连接酶起源于E·coli细菌，只能将双链DN***段互补黏性末端之间磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间效率较低。
(2)和DNA聚合酶作用异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已经有核苷酸片段末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DN***段末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体
（1）载体含有条件：①能在受体细胞中复制并稳定保留。
②含有一至多个限制酶切点，供外源DN***段插入。
③含有标识基因，供重组DNA判定和选择。
（2）最常见载体是 质粒,它是一个裸露、结构简单、独立于细菌染色体之外，并含有自我复制能力双链环状DNA分子。
（3）其它载体： 噬菌体衍生物、动植物病毒
(二)基因工程基础操作程序
第一步：目标基因获取
： 编码蛋白质结构基因 。
，真核基因是人工合成。人工合成目标基因常见方法有反转录法_和化学合成法_。
（1）原理：DNA双链复制
（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链合成。
第二步：基因表示载体构建
：使目标基因在受体细胞中稳定存在，而且能够遗传至下一代，使目标基因能够表示和发挥作用。
：目标基因＋开启子＋终止子＋标识基因
（1）开启子：是一段有特殊结构DN***段，在基因首端，是RNA聚合酶识别和结合部位，能驱动基因转录出mRNA，最终取得所需蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构DN***段 ，在基因尾端。
（3）标识基因作用：是为了判定受体细胞中是否含有目标基因，从而将含有目标基因细胞筛选出来。常见标识基因是抗生素基因。
第三步：将目标基因导入受体细胞_
：是目标基因进入受体细胞内，而且在受体细胞内维持稳定和表示过程。
：
将目标基因导入植物细胞：采取最多方法是 农杆菌转化法，其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等。
将目标基因导入动物细胞：最常见方法是 显微注射技术。此方法受体细胞多是 受精卵。
将目标基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ，最常见原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是：先用 Ca2+ 处理细胞，使其成为
感受态细胞 ，再将 重组表示载体DNA分子 溶于缓冲液中和感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。
，筛选含有基因表示载体受体细胞依据是标识基因是否表示。
第四步：目标基因检测和表示
转基因生物染色体DNA上是否插入了目标基因，方法是采取 DNA分子杂交技术。
目标基因是否转录出了mRNA，方法是采取 用标识目标基因作探针和mRNA杂交。
目标基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用对应 抗体进行抗原－抗体杂交。
个体生物学水平判定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
（三）基因工程应用
：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物品质。
：提升动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药品。
：把正常外源基因导入病人体内，使该基因表示产物发挥作用。
（四）蛋白质工程概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其生物功效关系作为基础，经过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一个新蛋白质，以满足人类生产和生活需求。（基因工程在标准上只能生产自然界已存