生物技术 总结

第一章绪论

生物技术(biotechnology)以生命科学为基础,利用生物体(或生物组织、细胞及其组分)的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程相结合,利用这样的新物种(或品系)进行加工生产,为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系.

*第一代生物技术基因工程细胞工程酶工程发酵工程生化工程

*第二代生物技术蛋白质工程糖链工程

*第三代生物技术海洋生物技术

传统生物技术

酿造技术

微生物

活酵母乙醇发酵

死酵母糖发酵成乙醇

酶

揭示发酵现象的奥秘

近代生物技术

微生物发酵技术

青霉素医用氨基酸酶制剂

链霉素食用氨基酸

金霉素

红霉素

抗生素工业氨基酸酶制剂工业

发酵工业

*现代生物技术

生物技术制药采用现代生物技术，可以人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物生产所需的医药品，称为生物技术制药。

生物技术药物一般来说，采用DNA重组技术或其他生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物，称为生物技术药物。

生物技术药物的特性

1分子结构复杂

2有种属特异性

3治疗针对性强，疗效高4稳定性差

5基因稳定性6免疫原性

7体内半衰期短

8受体效应

9多效性和网络性效应10检验的特殊性

生物技术制药的特征

高技术高投入长周期8～10年高风险高收益

*伯格美国生物化学家“重组DNA技术之父”于1980年获诺贝尔化奖

*桑格（英国化学家）最早测定胰岛素的氨基酸顺序获得1958年诺贝尔化学奖第三章动物细胞工程制药

细胞工程概念应用细胞生物学、分子生物学等理论和技术，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质，以获得新型生物或特殊细胞产品的一门综合性科学技术。

*细胞的基本共性

1细胞表面都有细胞膜（磷脂双分子层与蛋白质）

2细胞都含有两种核酸（DNA与RNA）

3细胞蛋白质合成的机器─核糖体

4细胞增殖都以一分为二的方式进行分裂

贴附依赖型（anchorage-dependent）

概念细胞的生长必须有给予贴附的支持物表面，细胞依赖自身分泌的或培养基中提供的贴附因子才能在该表面上生长。

形态

成纤维细胞型细胞

特点：细胞生长时胞体呈棱形或不规则的三角形，中央有圆形核，胞质向外伸出2～3个突起。细胞群常借该突起连接成网，生长时呈放射状、漩涡状或火焰状走行。

来源：中胚层组织来源的细胞，如成纤维细胞、心肌细胞、平滑肌细胞和成骨细胞等。

上皮型细胞

特点：细胞贴附后呈三角形及不规则扁平的多角形，中央有扁圆形核，生长是彼此紧密连接成单层细胞。因为相互拥挤而呈现“铺路石状”，局部可以形成单层的上皮状“膜片组织”。

来源：外胚层和内胚层来源的细胞，如皮肤的表皮细胞、消化管与呼吸道的上皮细胞、肺泡上皮细胞、消化腺上皮细胞、血管内皮细胞等。

游走型细胞

特点：在支持物上分散生长，一般不连接成片、形成群落；胞质常伸出伪足和突起；生长位置不固定，呈活跃的游走和变形运动，外形不规则且不断变化，当细胞密度增大、连接成片时，形状类似于成纤维细胞型或上皮细胞型。

来源：主要是具有吞噬作用的单核巨噬细胞系统的细胞，如白细胞、淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、肿瘤细胞等。

多形型细胞

特点：形态不规则，一般分胞体和胞突两部分，其中胞突为细长形，类似丝状伪足；胞体虽然也略呈现多角形，但没有成纤维细胞那样不规则。

来源：最常见的是神经元和神经胶质细胞。

非贴附依赖型（anchorage-independent）悬浮型细胞

概念：细胞的生长不依赖支持物表面，可在培养液中呈悬浮状态生长。

形态：始终为球形（圆形）。

来源：白血病细胞、淋巴组织细胞、某些肿瘤细胞、杂交瘤细胞、转化细胞系等。兼性贴附型 CHO 中国地鼠卵巢细胞L929 小鼠肺纤维瘤细胞

概念：有些细胞并不严格地依赖支持物，既可以贴附于支持物表面生长，但在一定条件下还可以在培养基中呈悬浮状态良好的生长。

动物细胞的生理特点

1细胞的分裂周期长

2细胞生长需贴附于基质，并有接触抑制现象

3正常二倍体细胞的生长寿命是有限的

4动物细胞对周围的环境十分敏感

5动物细胞对培养基的要求高

6动物细胞的合成途经和修饰功能与细菌不同

*接触抑制现象正常细胞在基质上分裂增殖，逐渐汇合成片时，由于细胞的相互接触而抑制细胞运动的特点，即接触抑制现象( contact inhibition）。

*密度抑制细胞接触汇合成片后，虽发生接触抑制，只要营养充分，细胞仍然能够进行增殖分裂，因此细胞数量仍在增多。但当细胞密度进一步增大，培养液中营养成分减少，代谢产物增多时，细胞因营养的枯竭和代谢物的影响，则发生密度抑制（density inhibition），导致细胞分裂停止。

*Hayflick极限正常动物细胞无论在体内生长或在体外培养，其分裂次数总存在一个极值【最大分裂次数】称Hayflick极限

细胞传代细胞增殖达到一定密度后，需要分离出部分细胞，更换营养液，否则将影响细胞的继续生存，这一过程称细胞传代

培养细胞的生命期

原代培养期

概念也称初代培养，即直接取自动物组织、器官，经过粉碎、消化，接种培养到第一次传代阶段，一般持续1～4周。

特点

1原代培养细胞呈活跃的移动，细胞分裂不旺盛，并多呈二倍体核型

2由于原代培养细胞与体内细胞在形态结构和功能活动上相似性大，故是检测药物很好的实验对象

3细胞群是异质的，即各细胞的遗传性状互不相同，细胞相互依存性强

来源鸡胚细胞肾小管上皮细胞淋巴细胞

*细胞系原代培养细胞经过传代，筛选，克隆，从而从多种细胞成分的组织中排选并纯化出某种具有一定特征的细胞株。

传代期

概念原代培养细胞经过传代、筛选、克隆，从而从多种细胞成分的组织中挑选并纯化出某种具有一定特征的细胞株称做细胞系（cell line）。在全生命期中此期的持续时间最长。

特点