文档介绍：基因工程
第一章基因工程原理
一、基因工程概念
基因工程原理,是一种叫做基因操作技术的原理,实际上就
是重组。遗传工程、基因工程、基因操作、重组是相
同的概念。把它作为一个过程,又叫分子克隆或基因克隆,就是
外来插入到载体中,该过程的产物是人工重组分子。
克隆的含义是指无性繁殖后代,即后代不是由、杂交产生
的。核外可进行无性繁殖,所以它们可以作为克隆的载
体。核外在细菌中就是指质粒或噬菌体,在动物中就是指
线粒体或动物病毒的,在植物是指质体叶绿体
或植物病毒的,以上这些本身可以成环。一般
情况下细菌克隆载体,即指质粒载体。
外来插入载体的过程,实际上包括抽提、重组及
转化三个过程。先讲载体,载体的发展,推动了基因工程的发
展。载体,主要指细菌质粒,噬菌体(如噬菌体、噬菌
体),动物病毒或其他动物病毒改造成的载体,植物的农
杆菌质粒、植物病毒载体和低等真核生物的酵母载体等。本文主
要讲细菌质粒(
重组研究,最早是由微生物开始的,后来才发展至动
物和植物。重组的载体分子经过改造转化到真核细胞中,再经过
胚胎发育,移植等手段,可以取得良好效果。如:试管牛、冷冻
鱼的获得,医学上肝炎诊断、肝炎疫苗的利用等;亦可将品种优
良的外来片段或药物基因等引入细菌,如将胰岛素、脑下
垂体激素的基因克隆转入细菌后,便可利用发酵罐进行大量生
产。最明显的成果是干扰素,以前靠人血来提取,现可用遗传工
程技术来获得;白细胞介素(用于提高机体免疫力,治疗肿
瘤), (组织纤溶酶原,用于治疗脑血栓)等药物,以及杀
虫基因、抗除草剂基因等也可通过遗传工程来获得,再经过组织
培养,取得转基因植物,进而形成优良品种。故遗传工程前景广
阔,在理论研究上,重组技术,已推动了分子生物学、神
经活动研究和肿瘤研究的发展;在产业化上已经或即将取得重大
经济效益。
下面介绍几个与基因工程有关的概念:
转化( :受体菌接受供体的片段而获
得部分的遗传性状的现象。
转染( :指把噬菌体或其他病毒的( 或
)抽提出来,让它去感染感受态的宿主细胞,进而产生正
常的噬菌体或病毒后代。
转导( :通过噬菌体的媒介,把供体细胞的
小片段携带到受体细胞中,通过交换与整合,使后者获得
前者部分遗传性状的现象。
分子转化( :把动物或植物的
导入细胞。
基因转移( )又称基因转入, 介导的基因
转移指将外源基因移入动、植物体内,改造其遗传结构,称为基
因转移或转基因技术。
共同感染( 转移中需要助手,协同侵入
细胞,才能在细胞内存活和繁殖。如噬菌体,需噬菌体
的共感染,才能存活。
二、基因工程的操作技术
基因工程中常采用的操作技术:
( 一)超高速离心
通过梯度离等,来获得质粒或外来片段,
转速可达
(二)限制性内切酶和连接酶
用限制性内切酶)可打开质粒,或把
长的外来切成较短的片段,连接酶)用于连接
两者的之间末端缝隙,包括平末端或黏性末端的连接。
(三)凝胶电泳
凝胶电泳( 是较关键的技术环节,用来检验
片段的打开及连接情况。方法是在电泳结束后将胶浸泡在
溴化乙锭( 染料)溶液中,使条带染色,在紫外灯下,呈现
红色的条带,如显色条带从一条转变为两条,说明已被切
开,而从两条带转变为一条带,则说明已被连接上。较常用的凝胶
电泳,有聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳两种。
( 四)分子杂交
概述
根据需要配成不同浓度琼脂糖凝胶
,片段大的可用,片段小的可用
取电泳胶板,以浸泡,使其变性, 双链打开取出
胶使胶体转至滤膜上(需室温小时()方法见图
取出滤膜,小心用铝铂包好小时,使黏牢在膜上
降至室温,移入塑料袋,封口,以后备用。
图转移装置示意图。注意: 用玻棒赶
出胶与滤纸以及硝酸纤维素滤膜与滤纸间的气泡。②溶液
必须经过第一层滤纸从胶到滤膜,滤膜不能直接与溶液接
触,否则会短路,应把每层之间用玻璃纸或封口膜或塑料条
分开。③利用虹吸现象,吸水纸应足够厚,并应经常更换,切
勿湿透
预杂交
用溶液可以使膜上不被杂交的部分封闭,从而使曝
光后底片背景不致太深,预杂交后,倒出溶液,然后加
探针,探针于℃水浴分钟,倒入塑料袋内,赶出气泡,封塑
料口袋℃轻晃小时,充分进行杂交倒出探针(
保存可再利用) 用新鲜溶液(柠檬酸、等)洗去多余
同位素, 小时后重复几次,将滤膜作记号,室温晾干,用保鲜膜
复盖暗室内压光片,于室温曝光一天,或曝光小时,
暗室显影分钟,水洗分钟,定影分钟观察结果。
分子杂交的方法
主要有印迹法( 印迹法(
、蛋白质印迹法( )等几种方