基因工程1

基因工程的诞生

⏹1. 进化论Darwin 2. 细胞学说的建立M. Schleiden and T. Schwann（1839）

⏹3. 遗传学说的建立1）遗传学说创始G. Merdel 提出独立分配定律（1865）

⏹2）染色体（chromosome）遗传学说.W. S. Sutton（1903）

⏹3）基因定位T. H. Morgan 提出连锁定律（1915）

⏹4）基因载体（gene vector）O. T. Avery，C. M. Macleod and M. McCarty（1944）

⏹4. 分子生物学

⏹1）DNA双螺旋结构的发现Watson and Crick（1953）

⏹2）DNA复制模式的破解M.Meselson and F. W. Stahl（1958）

⏹3）中心法则的确立F. Crick(1958)

⏹4）密码子（codon）破译F.Crick，S. Brenner等多人（1961~1966）

⏹5. 基因工程创始

⏹1）SV和入phage DNA重组P. Berg and H. Boyer（1972）

⏹2）R6-5 质粒和PSC101的DNA重组S. Cohen（1973）

⏹3）PSC101和非洲爪蟾核糖体DNA重组S. Cohen and H. Boyer（1973）

1 基因工程的基本概念A 重组DNA技术的基本定义B基因工程的基本定义

C重组DNA技术与基因工程的基本用途D基因工程的基本形式

A 重组DNA技术的基本定义

重组DNA技术是指将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。

因此，供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元件。

B 基因工程的基本定义（基因工程说的是在脱氧核糖核酸上进行手术）基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模培养以及基因产物的分离纯化过程。

C 重组DNA技术与基因工程的基本用途

1、分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源

2、大规模生产生物活性物质

3、设计、构建生物的新性状甚至新物种

D 基因工程的基本形式

第一代基因工程蛋白多肽基因的高效表达经典基因工程

第二代基因工程蛋白编码基因的定向诱变蛋白质工程

第三代基因工程代谢信息途径的修饰重构途径工程

第四代基因工程基因组或染色体的转移基因组工程

E 基因工程主要研究内容

⏹1）从生物有机体中分离出带有目的基因的DNA片段；

⏹2）在体外将带有目的基因的外源DNA片段与能够自我复制并带有选择性标记的载体分子连接；

⏹3）将重组DNA分子转化到受体细胞或直接用DNA扩增仪扩增；

⏹4）从大量增殖的细胞群体中筛选出获得重组DNA分子的受体细胞；

⏹5）克隆这些细胞以阔增目的基因，供进一步分析使用；

⏹6）将目的基因克隆到表达载体上，并转化到寄主细胞，实现功能性表达，生产人类所需要的物质或目的产物。

Ｆ基因工程的应用与发展中的重大事件

⏹1）H. Boyer 和P. Berg等获得第1个重组DNA分子（1972）

⏹2）DNA快速测序技术的开发F.Sanger，A.Maxam，W.Gilbert（1977）

⏹3）由大肠杆菌表达人脑激素和人胰岛素（1978）

⏹4）转基因小鼠成功R.D.Palmiter，R.L.Brinster（1981）转基因果蝇成功A.C.Spradling，G.M.Rubin（1981）

⏹5）入噬菌体48502bp序列测定F. Sanger等（1982）6）第一个转基因植物培育成功（1983）

⏹7）转基因家畜（猪，羊，兔）诞生（1984）8）人类基因组计划（1988）9）转基因玉米和小麦诞生（1990~1992）⏹10）基因工程西红柿上市（1994）11）人基因物理图谱发表（1995）12）酵母DNA完成测序（1996）

⏹13）水稻基因组物理图谱（1997）克隆羊问世（1997）14）信息基因鼠的问世（1999）

转基因作物在全球的不均衡增长是转基因棉花让印度的农民自杀的吗？不是

墨西哥的转基因农作物将外源基因传播到了野生植物中吗？目前还不清楚

2000年，墨西哥瓦哈卡州（Oaxaca,Mexico）山区的农民想为他们种植的玉米申请有机农作物认证，希望能够

借此增加收入。当时在美国加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）工作的微生物生态学家

David Quist 答应为这些农民提供帮助，作为回报，Quist 可以进入瓦哈卡州山区开展科学研究。不过Quist

对这些农民提供的玉米进行了遗传学检测之后惊奇地发现，这些当地出产的玉米里居然含有一种特别的DNA

片段，这种DNA 是孟山都公司为了提高耐草甘膦除草剂转基因农作物和抗虫转基因农作物里外源基因的表

达量而专门设计的。

美国俄亥俄州立大学（Ohio State University in Columbus）的植物生态学家Allison Snow 就曾经在2003 至

2004 年间到墨西哥瓦哈卡州山区进行过采样研究，他一共从125块田地里采集了870 份玉米样品，可是并

没有在玉米的种子里发现转基因遗传物质

墨西哥国立自治大学（National Autonomous University of Mexico in Mexico City）的分子生态学家Elena

Alvarez-Buylla 与现在就职于美国加州大学伯克利分校的植物分子遗传学家Alma Piñeyro-Nelson 曾经于

2009 年也进行过一次类似的调查，他们也检出了当年Quist 检出的那种转基因物质。Alvarez-Buylla 等人

还进行过另外一次研究，他们对从墨西哥境内1765 个农户那里收集来的玉米种子样品进行了检测，结果发

现其中有少部分玉米种子里含有转基因物质。其他一些在当地社区里开展的研究也多次发现了转基因物质，

不过这些研究成果极少得到发表。

基因工程的潜在危害喂养实验出现了问题