第一章基因工程概述-PowerPointPresent

2、DNA双螺旋模型的提出
Watson 和Crick
50年代，DNA的双螺旋模型的提出
和DNA复制机理的阐明
DNA是遗传物质已被证实，但是DNA是怎样携 带并传递遗传信息的？在细胞增殖过程中，DNA是 怎样复制的？因此，对于DNA结构的研究成为了当 时生物学家研究的热点。
1953年，Francis Crick和James Watson搜集了 力所能及的资料，提出了DNA的双螺旋模型。随后， DNA的半保留复制和半不连续复制机理也被阐明， 为基因工程的诞生奠定了坚实的理论基础。
制性内切酶。
4、工具酶的发现和应用
1967年，世界上有五个实验室几乎同时发现DNA连 接酶，特别是1970年H.G.Khorana等发现的T4 DNA连接酶具有更高的连接活性。
4、工具酶的发现和应用
1970年，Baltimore等和Temin等在RNA肿瘤病毒中各自发 现了反转录酶，完善了中心法则，用于构建cDNA 文库。
一般认为1973年是基因工程诞生的元年
（S. Cohen等获得了卡那霉素和四环素双抗性的转化子菌落)
理论上的三大发现和技术上的三大发明 对于基因工程的诞生起到了决定性的作用。
1、DNA是遗传物质被证实
1944年，Avery O.T.利用肺炎双球菌转化实验
40年代，DNA是遗传物质被证实
1944年，美国洛克菲勒研究所的Oswald Avery等公 开发表了改进的肺炎双球菌实验结果。
1866年发wk.baidu.com论文，提出分离 规律和独立分配规律
1900年Mendel遗传规律被
重新发现遗传学的元年
Mendel提出：生物的某 种性状是由遗传因子负责 传递的。是颗粒性的，体 细胞内成双存在，生殖细 胞内成单存在。遗传因子 是决定性状的抽象符号。
Morgan的基因阶段
1909年丹麦遗传学家 Yohannsen (18591927)
5、载体的发现及其应用
载体主要是小分子量的复制子如：病毒、噬菌体、质粒。 1972年，美国Stanford大学的P. Berg 等首次成功地实现了 DNA的体外重组；
SV40
λ噬菌体
Eco RI Eco RI
T4连接酶
第一个重组分子
6、重组子导入受体细胞技术
1944年，肺炎链球菌被成功转化。 1970年，大肠杆菌才被成功转化，得益于 CaCl2的应用
第一章 基因工程概述
第一节 基因工程的诞生和发展 第二节 基因工程的研究内容 第三节 基因工程的成就和前景展望
第一节 基因工程的诞生和发展
一、基因
泛基因阶段
基因的研究
孟德尔遗传因子阶段 摩尔根的基因阶段
顺反子阶段 现代基因阶段
Mendel的遗传因子阶段
Mendel G.J. (1822-1884). 1856-1864豌豆杂交实验。
3、“中心法则”和“操纵子学说”的提 出
Nireberg等为代表的 一批科学家
60年代，确定了遗传信息的传递方式 （中心法则）
既然，DNA是遗传信息的载体，那么它是如何传递遗传 信息的呢？遗传信息又是如何控制生物的表型性状的呢？
以Nireberg等为代表的一批科学家经过艰苦的努力，确定了遗 传信息以密码方式传递，每三个核苷酸组成一个密码子，代 表一个氨基酸，到1966年，全部破译了64个密码子，并提出 了遗传信息传递的“中心法则”。
（1） S型菌细胞提取物及其纯化的DNA都可使 R型菌转变成S型菌；
（2）经DNase 处理的S型菌细胞提取物失去了 转化作用。
（3）经胰蛋白酶处理的S型菌细胞提取物仍有 转化作用。
不仅证实了DNA是遗传物质，而且证明了DNA 可以将一个细菌的性状转给另一个细菌，他的工作 被称为是现代生物科学的革命性开端。
发表了“纯系学说”首 先提出了“基因”的概 念，代替了Mendel “遗传因子” 的 概念。 但没有提出基因的物质 概念。
连锁遗传规律的提出
1910年以后，Morgan T.H.等提出了基因的连锁遗传 规律。说明了基因是在染色体上占有一定空间的实体。 基因不再是抽象符号，被赋予物质内涵。
顺反子阶段
3．断裂基因
1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序列不 连续的间断基因被称为断裂基因。
4．假基因
不能合成出功能蛋白质的失活基因 。
5．重叠基因
不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠的。
现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的 一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。
二、 基因工程的诞生
基因工程
100%
考核方法
平时成绩20% 闭卷考试 80%
出勤 课堂表现
名词解释 20% 填空题 20% 选择题 20% 判断题 10% 问答题 30%
主要参考资料
王关林等. 植物基因工程.科学出版社。 吴乃虎等. 基因工程原理.科学出版社。
• 生物技术通报
• Molecular genetics and genomics
原核生物的基因调控操纵子模型
1961年，Jacques Monod和 Fancois Jacob
提出了原核基因调控的 操纵子模型
（operon model）。
4、工具酶的发现和应用
1970年Smith等分离并纯化了限制性核酸内切酶Hind II，
1972年，H.W.Boyer等相继发现了ＥcoR I 一类重要的限
1957年，本泽尔（Seymour Benzer） 以T4噬菌体为材料，在DNA分子水平上研 究基因内部的精细结构，提出了顺反子 （cistron）概念。
顺反子是1个遗传功能单位，1个 顺反子决定1条多肽链。
现代基因阶段
1．操纵子 （启动基因＋操纵基因＋结构基因）
现代基因阶段
2．跳跃基因
指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方， 它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个 位置。
• 中国生物工程杂志 • Animal biotechnology
• 农业生物技术学报 • Nature genetics
• 生物工程学报
• Plant cell
• 生物技术
• Science
• 遗传
• Nature
《基因工程》
第一章 基因工程概述 第二章 基因工程的载体和工具酶 第三章 基因的常规技术 第四章 基因在大肠杆菌、酵母中的高效表达 第五章 转基因植物 第六章 转基因动物 第七章 基因治疗