《基因工程》课件

基因工程基因工程是一门新兴的生物技术，它利用生物体内的遗传物质，进行人工改造，创造出新的生物类型或改变生物性状基因工程技术在医学、农业、工业和环境保护等领域具有广泛的应用价值什么是基因工程基因工程的定义基因工程的目标基因工程是指按照人们的意愿，对生物体的基因进行改造，从而基因工程的目标是通过改变生物体的遗传物质，提高生物体的产改变生物体的性状或创造出新的生物类型的技术它涉及基因的量、品质、抗病性、抗逆性等，或创造出新的生物类型，以满足切割、连接、转移、克隆等过程，并利用重组技术，将特人类的各种需求DNA定的基因导入生物体内基因工程的起源年，沃森和克里克发现了双螺旋结构，揭示了遗传11953DNA物质的奥秘年，伯格等科学家首次构建了重组分子，标志着基21972DNA因工程的诞生年，第一个基因工程药物人胰岛素诞生，为基因工31978——程的应用奠定了基础双螺旋结构DNA碱基配对1腺嘌呤（）与胸腺嘧啶（）配对，鸟嘌呤（）与胞嘧啶（）配对A TG C脱氧核糖核苷酸2由碱基、脱氧核糖和磷酸组成双螺旋结构DNA3两条反向平行的脱氧核苷酸链，通过氢键连接遗传信息的流向复制DNA1遗传信息的复制过程，将复制成新的分子DNA DNA转录2将的信息转录成信使（）分子DNA RNAmRNA翻译3根据的信息，将氨基酸合成蛋白质mRNA核酸酶的作用12切割降解DNA RNA核酸酶能够识别并切割链，用于一些核酸酶能够降解分子，用于DNA RNA基因工程中进行基因片段的切割基因工程中清除不需要的分子RNA限制性内切酶切割特异性DNA限制性内切酶能够识别特定的序每种限制性内切酶识别特定的序DNA DNA列，并在该序列处切割链列，保证了基因切割的精确性DNA应用限制性内切酶是基因工程中切割DNA片段的关键工具连接酶和连接DNA连接酶的作用连接DNA连接酶能够将被限制性内切酶切通过连接酶的催化作用，将两个割的片段连接起来，形成重片段连接起来，形成一个新DNA DNA组分子的分子DNA DNA重组技术DNA切割使用限制性内切酶切割目的基因和载体DNA连接使用连接酶将目的基因和载体连接起来，形成重组分DNA DNA子导入将重组分子导入宿主细胞，使其表达目的基因DNA基因克隆的过程基因提取载体选择12从生物体中提取目的基因选择合适的载体，将目的基因插入其中重组导入克隆筛选3DNA4将重组分子导入宿主细胞筛选含有目的基因的宿主细胞DNA表达载体的构建载体启动子终止子标记基因载体是将目的基因导入宿主启动子控制目的基因的表达终止子终止基因的转录，保标记基因用于筛选含有目的细胞的工具，通常是质粒或，启动基因的转录证基因表达的完整性基因的宿主细胞病毒大肠杆菌转化转化筛选将重组分子导入大肠杆菌，使其成为基因表达的工厂通过标记基因筛选含有目的基因的大肠杆菌菌落DNA基因扩增技术技术原理PCR变性1将双链加热至℃，使其变性为单链DNA95DNA退火2将温度降低至℃，使引物与单链模板退火55DNA延伸3将温度升至℃，使聚合酶沿着模板合成新的链72DNA DNA技术应用PCR基因诊断亲子鉴定检测疾病相关基因的突变确认亲子关系法医鉴定通过指纹识别罪犯DNA蛋白质工程基因改造通过基因突变或基因修饰改变蛋白质的结构或功能蛋白质表达在宿主细胞中表达改造后的蛋白质蛋白质纯化将改造后的蛋白质从宿主细胞中分离出来功能研究研究改造后的蛋白质的功能，开发新的药物或酶抗体工程单克隆抗体人源化抗体双特异性抗体通过杂交瘤技术获得大量特定抗体的技将鼠源抗体改造为更接近人体的抗体，能够同时识别两种不同靶点的抗体，具术降低免疫排斥反应有更高的治疗效果基因工程药物12胰岛素干扰素治疗糖尿病的药物治疗病毒感染的药物3生长激素治疗生长障碍的药物转基因生物转基因作物转基因动物通过基因工程技术，将外源基因导入作物，提高作物产量、品质通过基因工程技术，将外源基因导入动物，提高动物生长速度、、抗病性等产量、抗病性等基因编辑技术基因敲除基因插入将目标基因从生物体的基因组将新的基因插入生物体的基因中删除组中基因修复将突变的基因修复为正常基因系统CRISPR/Cas9酶引导Cas9RNA一种核酸酶，能够切割链能够引导酶识别特定的序列DNA Cas9DNA基因工程的伦理问题基因歧视基因隐私基于基因信息对个体进行歧视个人基因信息的隐私保护基因武器利用基因工程技术开发的武器，可能造成生物灾难基因工程的监管伦理审查1对基因工程研究进行伦理审查安全评估2对基因工程产品进行安全评估，确保其安全性法律法规3制定有关基因工程的法律法规，规范基因工程研究和应用基因工程的风险意外突变基因工程操作可能会导致意外突变，造成不可预知的后果生物安全转基因生物可能对生态环境造成破坏社会伦理基因工程技术可能引发社会伦理问题基因工程的前景12疾病治疗农业生产开发新的药物和治疗方法，治疗各种提高农作物产量、品质、抗病性，保疾病障粮食安全3环境保护利用基因工程技术修复环境污染，保护生态环境基因工程在医学中的应用基因治疗个性化医疗利用基因工程技术治疗遗传性疾病根据个体基因信息制定个性化的治疗方案基因工程在农业中的应用抗虫作物抗除草剂作物高营养作物抗虫基因的导入，减少农药的使用，提抗除草剂基因的导入，提高除草效率，提高作物营养成分，提高作物的食用价高作物产量减少除草剂的使用值基因工程在工业中的应用生物燃料生物材料利用基因工程技术生产生物燃料利用基因工程技术生产生物材料，替代石油燃料，如生物塑料、生物纤维等生物制药利用基因工程技术生产各种药物，治疗各种疾病基因工程在环保中的应用生物修复利用基因工程技术修复污染环境，如土壤修复、水体修复生物降解利用基因工程技术开发生物降解塑料，减少环境污染生物监测利用基因工程技术开发生物传感器，监测环境污染结语基因工程作为一项新兴的生物技术，具有巨大的发展潜力，在医学、农业、工业和环境保护等领域将发挥越来越重要的作用未来，基因工程技术的不断发展将为人类创造更加美好的生活。