第八章基因工程诞生与发展

基因工程理论依据
• 不同基因具有相同的物质基础 • 基因是可以切割的 • 基因是可以转移的 • 多肽与基因之间存在对应关系 • 基因通过复制把遗传信息传给下代 • 遗传密码是通用的
第八章基因工程诞生与发展
基因工程与生物工程的关系
生物工程分为六类：即基因工程、蛋白质工程、 细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程。
因此，他开发了在酶的作用下在试管内将的噬菌体基 因与SV40基因结合在一起的技术。
第八章基因工程诞生与发展
DNA体外重组的创建成功， 是“遗传工程”的奠基之作。
EcoRI
＋
SV40 λDNA
1972. PNAS
David Jackson Robert Symons Paul Berg
Recombination DNA
再将其引入到没有该DNA的受体细胞中，进行复制 和表达，生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新 性状，并使之稳定地遗传给下一代。
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基因工程又称重组DNA 技术.
(切、接、转、增、检）
基因枪、农杆菌介导的植物转基因
基因枪法
农杆菌法
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按目的基因的克隆和表达系统，分类为：
不仅能将目标基因定向引入到其他物种中去 而且可以利用细菌对目的DNA分子进行克隆 基于“遗传重组”技术的生物学的理论不断创新 基于“遗传工程”技术的生物遗传改良成效明显
有关基因工程技术发明获得 Nobel奖
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基因工程概念
在分子水平上，用人工方法提取或合成不同生物的 DNA片段，在体外切割，拼接形成重组DNA，然后将 重组DNA与载体的遗传物质重新组合，
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基因工程的地位：
现代科技革命 高新技术 生物技术
基因工程
基因克隆
如果说20世纪八九十年代是基因工程基础研 究趋向成熟，应用研究初露锋芒的阶段，
先进入市场。 美国已有40多种基因药物投放市场，主要用于治疗
癌症、血液病、艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎、细菌
感染、代谢病等疑难病症。
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美国投放市场的基因药物，1997年超过60亿美 元，且每年以20%的速度增长。
我国也有10多种基因药物投放市场，但大部分基 因药物仍需进口。
因此，基因是企业家的聚宝盆。
第八章基因工程诞生与发展
我是一个实验主义者，我能告诉你的检验 它是否有效的唯一方法就是尝试它。
——保罗·伯格
第八章基因工程诞生与发展
保罗·伯格 Paul Berg
• 保罗·伯格1926年生于美国。 在参加了第二次世界大战 后回到宾夕法尼亚州立大 学学习，1948年获生物化 学学士学位，
• 后在凯斯西部保留地大学 获生化博士学位，1959年 到斯坦福大学任教。
NP 1980
虽然，没有任何一项技术具有原创性 但是，利用已报道的多项技术，
Paul Berg
创造性地实现了不同DNA分子的体外重组
这些工作为分子生物学的研究和遗传 改造展示了一个清晰而又美好的前景
具有与沃森和克里克发现DNA双螺旋 结构模型同样的开拓性价值！
• 1973 年 ， 加州大学旧金山分校的 赫伯特·博耶 H.Boyer和斯坦福大学 的斯坦利·科恩 S. Cohen将外源基 因拼接在质粒中，在大肠杆菌中表 达，揭开基因工程的序幕。
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• 可以说，DNA重组试验是分子生物学与生物化学研究的里 程碑，该技术与基因快速测序以及定位技术，使基因工程 成为生物技术快速发展的基础。
• 基因工程的产生并不是偶然的，它是分子生物学发展到一 定的阶段或时期的一种历史的必然。
第八章基因工程诞生与发展
基因工程引发了一场分子生物学革命
第八来自百度文库 基因工程的诞生与发展
第八章基因工程诞生与发展
基因——生命的真谛
1909年，丹麦的遗传学家W. Johanssen根据希腊语 “给予生命”之义，创造了“gene”一词。
基因是生物遗传信息的载体，它是由核苷酸序列( 通常为DNA)组成的生物大分子，决定着生物的所有 性状、行为和疾病 的发生。
第八章基因工程诞生与发展
第八章基因工程诞生与发展
主要成就
1972年，伯格首次证明可以用两种不同物种的基因人 工合成DNA分子。
伯格选择了名为SV40的猴病毒和λ噬菌体，这两种病毒 的DNA都是闭合的环状结构。
他设计试验，首先用限制性内切酶切开SV40和λ噬菌体 的DNA环，然后再用连接酶把这两种DNA连接成环，最 后让含有这种DNA的噬菌体在大肠杆菌中繁殖。
第八章基因工程诞生与发展
基因工程的诞生
1. 随着遗传密码的破译诞生了一门新的学科――基因工程。 2. 20世纪70年代，内森、史密斯和阿尔伯发现了限制性内切
酶在分子遗传中的作用，为基因工程奠定了基础。 3. 1973年保罗·伯格成功地实现了DNA的体外重组，人类开始
进入按需要设计并改造物种，创造自然界原先不存在的新 物种。 4. 由此兴起了以基因工程为主体的生物工程新学科。分子遗 传学和生物工程已成为最活跃最前沿的新领域。
• 原核生物基因工程 • 酵母基因工程 • 植物基因工程 • 医学基因工程 • 动物基因工程
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• 基因工程最突出的优点:
就是打破了常规情况下难以突破的物 种之间界限，可在：
原核生物与真核生物之间、 动物与植物之间、 甚至人与其他生物之间、
将遗传信息进行重组和转移。
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基因是福音，发现了某疾病基因，就可以对患者进 行基因水平上的治疗，从根本上根除疾病的危害。
基因就是铁的证据，基因分析在重大犯罪案件、历 史案件的侦破中是最终确定罪犯的有力工具，当事人 的头发、血、皮屑的基因分析都将作为确凿证据。
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基因是企业家的聚宝盆 目前生产基因药物的技术已较成熟，基因药物已率
• 这时，保罗·伯格却想到了基因重组的安全性问题。 • 他与其他10位研究者联名给《科学》杂志写了一封信，希
望科学家深入了解基因重组技术的安全性，先暂停有关试 验，并敦促美国NIH对基因重组技术的使用进行管制。 • 这封信引发了广泛的研究和讨论，1975年，上百位科学家 在Asilomar会议上对不同物种之间基因重组的安全性进行 了讨论。 • 1976年，NIH出台了关于基因重组的一系列指导方针。