-动物基因工程(简)
《动物基因工程》课件
动物基因工程面临的挑战
技术难度
动物基因工程涉及到复杂 的生物学和遗传学知识， 技术难度较大。
伦理和法律问题
动物基因工程涉及到伦理 和法律问题，需要制定相 应的法规和伦理规范。
社会接受度
动物基因工程需要得到社 会的广泛接受和支持，需 要加强宣传和教育。
增强农业生产力
动物基因工程可以提 高农业生产效率，保 障粮食安全。
THANKS
感谢观看
生态平衡维护
基因工程动物释放到环境中可能对生态平衡产生影响，引发伦理考 量。
基因歧视
基因工程动物可能引发对某些人群的基因歧视，需要关注平等和公正 的伦理原则。
国际动物基因工程法规
《关于转基因生物安全性的准则》
联合国粮食及农业组织与世界卫生组织共同制定的国际法规，旨在确保转基因生物的安全使用 和释放。
常见的基因修饰动物包括基因敲入动物、基因 敲除与敲入相结合的动物、条件性基因敲除动 物等。
基因修饰动物制备过程中需要关注基因修饰位 点的选择、修饰效率、表型变化等多个因素， 以确保基因修饰动物的制备成功和实验效果。
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动物基因工程伦理与法规
动物基因工程伦理问题
动物权益保护
基因工程对动物福利的影响，如疼痛、疾病和死亡在实验过程中所 涉及的伦理问题。
福利。
动物基因表达调控
1 2
基因表达调控机制
包括转录水平调控、转录后水平调控和翻译水平 调控等。
调控方式
包括DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA调节等 。
3
调控的意义
通过调控基因表达，可以影响动物的生长发育、 生理功能和行为表现等。
动物遗传学 第十一章 动物基因工程
SV40病毒
1、优点
基因组是由5224bp 构成的双链、共价闭 合的DNA小分子；
其复制和转录已很 清楚； 感染率高，每细胞感染病毒的量也很多；
DNA复制的量大，能产生大量外源基因所编码的蛋 白质；
能提供完整的真核基因转录所需的成分。
2、对猴细胞的裂解侵染
初期：在侵染的最初8h， 病毒颗粒去掉外壳，DNA 向寄主细胞核移动；
基因工程的基本操作程序
目的基因的获取；
用工具酶对目的基因和载 体进行加工处理，把目的基 因与载体结合成重组DNA分 子；
把重组的DNA分子引入受 体细胞，并使目的基因和载 体上其他基因得以表达；
转化体细胞的扩增、鉴定 与筛选。
第二节 基因操作中的工具酶
一、限制性内切酶
(一)限制内切酶的概念
(二) 平头末端连接
T4DNA连接酶可催化 相同和不同限制性核酸内 切酶切割形成的平头末端 之间的连接。
平末端的连接效率要远 远低于粘性末端，一般只 有粘性末端连接效率的 1%。
可通过载体末端去磷酸 化、增大目的DNA片段 浓度等方法提高连接效率。
(三) 人工接头连接
人工接头：是人工 合成的具有特定限制 性内切酶识别和切割 序列的双股平端DNA 短序列，将其接在目 的基因片段和载体 DNA上，使它们具有 新的内切酶位点。
载体具备的基本特点：
①在宿主细胞中能独立自主地复制； ②表达载体含有强启动子，能驱动靶基因在宿主细胞中表 达； ③容易从宿主细胞中分离纯化； ④载体DNA基因组中有一段不影响它们复制的非必需区域， 插在其中的靶片段能被动地跟着载体DNA一起复制，就像载 体的正常成分一样。
载体的种类(按用途)
早期：接着4h，合成早 期mRNA和蛋白质，寄主 细胞DNA的合成也受到病 毒诱导和刺激；
动物基因工程—目的基因导入受体细胞
目的基因导入受体细胞
二、基因导入方法
（1）显微注射法 利用显微注射仪，通过机械方法把外源DNA直接注入细胞质或细胞核的基因转化
方法。 一般是微管吸取供体DNA溶液，在显微镜下准确地插入受体细胞核中，并将
DNA注入进去。此法常用于转基因动物的基因转移。
将外源基因用微玻璃管在显微镜下注射入受精卵细胞核中
目的基因导入受体细胞
一、受体细胞（receptor cell）
作为基因工程的宿主细胞必须具备的条件： 便于重组DNA分子导入；能使重组DNA分子稳定 存在；便于便于重组体的筛选；遗传稳定性高，易于扩 大培养；安全性高，无致病性，不会对外界环境造成生 物污染；利于外源基因蛋白产物高效表达。
目的基因导入受体细胞
入的外源基因进行遗传分析。
目的基因导入受体细胞
一、受体细胞（receptor cell）
原核生物受体细胞缺点
原核生物细胞不具备真核生物的蛋白质折叠复性系统，即使真核生物基 因能得到表达，得到的多是无特异性空间结构的多肽链。
原核生物细胞缺乏真核生物的蛋白质加工系统，而许多真核生物蛋白质 的生物活性正是依赖于其侧链的糖基化或磷酸化等修饰作用。
二、基因导入方法
（4）基因枪法
又称微弹轰击法，是利用高速运行的金属颗粒（微弹，1um）轰击细胞时能进入细胞内的 现象，将包裹在金属颗粒（钨或金颗粒）表面的外源DNA分子随之带入细胞进行表达的基 因转化方法。
基本做法：先将外源DNA溶液与钨或金颗粒（直径0.5-um）共同保温，使DNA吸附于金 属颗粒表面，然后放电加速金属颗粒，使之以400m/s的速度直接喷射受体细胞，外源 DNA随金属颗粒进入细胞内部。
具有趋化性的农杆菌移向这类植物受伤细胞，并将其Ti质粒上的T-DNA转移至细 胞内部。根据这一性质，将待转移的目的基因组入Ti质粒载体，通过农杆菌介导进入 植物细胞，与染色体DNA整合，得以稳定维持或表达。
动物基因工程
动物基因工程
动物基因工程是一种在生物界中运用现代生物学技术，借助细胞和分子技术，通过调节和改造动物基因，以达到调节生物学特性的技术。
近年来，动物基因工程受到了广泛关注，它在生物科技进步中起到了重要作用。
首先，动物基因工程能够为人类带来很多益处。
动物基因工程可以用于产生药物，例如，经过基因工程处理的牛胰岛素可以治疗糖尿病，经过处理的野毒蛋白可以抑制艾滋病毒。
此外，动物基因工程也可以用于制作生物医药制品，例如抗癌药物，抗病毒药物和镇痛药等。
其次，动物基因工程在农业和畜牧业发展中也有重要作用。
例如，经过基因工程处理的动物抗病力增强，体型变大，体重增加，产量更高、抗寒性更强，抗病虫更强等等，都能够使农业和畜牧业的生产效率提高。
而且，基因工程还能够改进动物的营养成分，改善动物体内结构，从而获得更高品质的动物产品，例如更高蛋白质含量的牛奶、肉等等。
最后，动物基因工程还可以用于维护动物多样性。
人类文明的发展导致动物多样性日益减少，基因工程技术可以帮助科学家们对濒危物种进行基因重组，以恢复其基因组，从而拯救这些濒危动物，挽救它们的灭绝。
从上述可以看出，动物基因工程在生物科技发展中发挥了十分重要的作用。
它不仅可以为农业和动物畜牧业带来巨大的经济效益，而且还可以为人类提供更强效的药物，以及维护动物多样性的能力。
因
此，未来有可能要继续加大动物基因工程技术的研发投入，以推动生物科技的发展，使其更好地服务于人类和动物。
动物基因工程
动物基因工程是一种改变动物基因的科学技术，通过改变动物基因，以达到改善动物质量，提高生物产量的目的。
一方面，动物基因工程可以改变动物的遗传特性，比如可以增加牲畜的生长速度，改善牲畜的品种，从而提高其数量和质量。
另一方面，动物基因工程还可以改善动物的营养品质，比如可以增加牛奶中的营养成分，改善蛋类中的脂肪含量，从而改善人们的营养质量。
动物基因工程也可以用于改变动物的行为特性，比如可以让家禽更安静，使家畜更容易驯养。
此外，它还可以改变动物的身体特征，比如可以让家禽体型更丰满，使家畜的毛变得更亮更柔软。
动物基因工程也可以用于改变动物的免疫特性，比如可以改变牲畜的免疫系统，从而降低其容易受到疾病影响的风险。
此外，它还可以改变动物的生理特性，比如可以改变牲畜的抗热性，从而使它们更能适应高温环境。
总之，动物基因工程作为一种科学技术，可以改变动物的遗传特性、营养品质、行为特性、身体特征以及免疫特性等，从而改善动物的质量和效率，为人类提供更多的食物和营养元素。
动物基因工程
五、核酸酶
（一）核酸酶S1 (Nuclease S1) mR核NA酸与酶放S射1主性要标用记于基：因(1组)分、析DDNNAA的：杂R交N体A杂确交定体内结含构子。部通位过。降(2解)切成除熟 DNA片段上的单链末端，形成平末端。(3)切开cDNA合成过程中形成的 发夹环。 (4)在限制酶位点上产生小缺失。 (二)核酸外切酶III
噬菌体是一种温和噬菌体，由于它的遗 传结构和宿主大肠杆菌的遗传结构研究得比较 清楚，并能在细菌中大量繁殖，所以成为广泛 采用的载体。噬菌体还有一大优点，即使它 的DNA丢失25％仍不失活，这部分丢失的空档 正好可以装载外源DNA。
• 与质粒载体相比，λ 噬菌体作为载体可以克隆 更大一些的DNA片段，欲构件一个基因， 往往可以减少中克隆的数量。
实验结果证明，每个YAC都可以装进100万碱基以上 的DNA片段，这种大小比柯斯质粒的装载能力要大数倍， 所以可以保证基因结构的完整性。
(五) 动物病毒
动物病毒作为载体可用于外源基因向真核细胞的 转入。作为基因介导的动物DNA载体，必须具备以下 条件：(1)具有动物病毒的复制起始部位及启动子，以 便外源基因能有效的转染动物细胞，以及提供必要的 转录信号：(2)具有可供选择的标志基因，因为重建的 病毒转染力很低，一般仅为105～107，只有利用标志 基因才能选出转化细胞株；(3)具有适当的多种单一内 切酶位点供外源基因插入。
一、质粒载体(plasmid vector)
（1）质粒的一般性质 1．质粒的概念 质粒是细菌细胞染色体外存在 于细胞质中能进行自我复制的一类小型DNA分 子，大部分质粒为双链环状。 2．质粒的大小 3．质粒的拷贝数 4．质粒的不亲和性 5．质粒的宿主范围
质粒—存在于细菌染色体外的小型环状双 链DNA分子
动物基因工程—基因克隆载体
B、在非必需区组入选择标记基因
C、构建的λDNA载体不应小于36.4kb
基因工程载体构建
③用λDNA作载体比用质粒作载体的优点：
A、可容纳较大的外源DNA片段（15－23kb，质粒一般<10kb）
B、λDNA进入细菌细胞容易，不象质粒载体那样需要采用化学介导
法才能进入细菌细胞
物细胞（或蓝藻细胞）中进行高效表达。
基因工程载体构建
2、植物病毒克隆载体
构建植物病毒克隆载体的基本策略是：
对病毒DNA（包括RNA反转录的DNA）进行加工，消除其对植物的致
病性，保留其通过转导或转染能进入植物细胞的特性，使携带的目的基因导
入植物细胞。
目前应用最多的植物病毒克隆载体是：利用CaMV（花椰菜花叶病毒）
TGMV）、非洲木薯花叶病毒（ACMV）、玉米线条病毒（MSV）、小麦矮缩病毒
（WDV）
RNA病毒：雀麦草花叶病毒（BMV）、大麦条纹花叶病毒（BSMV）、蕃茄丛矮病
毒（TBSV）、马铃薯X病毒（PVX）、烟草花叶病毒（TMV）、烟草蚀刻病毒（
TEV）、李痘病毒（PPV）等
基因工程载体构建
2、植物病毒克隆载体
根据这些性质构建了一系列分别适用于不同生物的病毒克隆载体，把
感染细菌的病毒专门称为噬菌体，由此构建的载体则称为噬菌体载体 。
基因工程载体构建
基因工程载体构建
基因工程载体构建
（1）λ噬菌体克隆载体
①λDNA构建克隆载体的依据：
A、λ噬菌体由DNA（λDNA）和外壳蛋白组成，对大肠杆菌具有很高的感
动 物 生 物 技 术
基因工程载体构建
基因工程载体构建
基因工程载体构建
动物基因工程名词解释(一)
动物基因工程名词解释(一)动物基因工程名词解释1. 动物基因工程（Animal Genetic Engineering）动物基因工程是指利用基因技术对动物的基因组进行修改和改良的一种科学研究领域。
通过插入、删除或改变动物基因中的特定序列，可以使动物具备特定的性状或增强某种功能。
例子：科学家通过动物基因工程技术，成功将蛍光基因导入小鼠基因组中，使得这些小鼠身体发出绿色荧光，用于研究某些疾病的发生机制。
2. 基因组编辑（Genome Editing）基因组编辑是指通过特殊的酶或其他方法对动物基因组进行定点修饰和改变的技术。
基因组编辑可以实现对特定基因进行修饰、添加或删除，从而改变动物的遗传特性和表现。
例子： CRISPR-Cas9是一种常用的基因组编辑工具，它可以精确地剪切DNA，并在剪切位点上引入指定的修饰。
通过使用CRISPR-Cas9技术，科学家们成功将人类患有遗传性疾病的小鼠模型进行基因组修复，恢复了正常的基因功能。
3. 转基因动物（Transgenic Animals）转基因动物是指通过人为手段将外源基因导入动物体内，使其在遗传上表达外源基因的动物。
转基因动物常被用于研究某种特定基因的功能、疾病的发生机制以及药物的研发等。
例子：转基因小猪是一种通过基因工程技术将人类所需的器官（如心脏、肝脏等）的功能基因导入小猪胚胎的动物。
它们可以被用作器官移植的来源，以满足人类对器官移植的需求。
4. 启动子（Promoter）启动子是基因组DNA序列中的一个特定区域，它可以调控特定基因的转录过程。
启动子通过与转录因子结合，促进RNA聚合酶的结合和基因转录的启动。
例子：将一种特定的启动子与荧光基因连接，然后将该组合导入小鼠基因组，可以使得小鼠的某个组织或细胞产生荧光，从而实现对该组织或细胞的追踪研究。
5. 基因突变（Gene Mutation）基因突变是指基因序列中发生的变异或改变，可能影响基因的功能和表达。
第十一章 动物基因工程
二、质粒载体的种类 （一）克隆载体 克隆载体主要用于扩增或保存 DNA 片 段，是最简单的载体。 克隆载体必须具备的基本条件： 具有复制起点 具有抗菌素抗性基因 具有若干个限制酶单一识别位点 具有较小的分子量和较高的拷贝数
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4．循环次数
循环次数主要与模板的起始数量有关，在模板拷 贝数为 104～105 数量级时，循环数通常为 25～35 次。 平台效应（plateau effect）：PCR 扩增过程 后期会出现的产物的积累按减弱的指数速率增长 的现象。原因：底物和引物的浓度已经降低， dNTP 和 DNA 聚合酶的稳定性或活性降低 ， 产生的焦磷酸会出现末端产物抑制作用，非特异 性产物或引物的二聚体出现非特异性竞争作用， 扩增产物自身复性，高浓度扩增产物变性不彻底。
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2．复性（退火）和延伸温度
复性的温度是 PCR 扩增是否顺利的关键因 素，通常在 50-60℃ 之间。具体的温度主要由 引物的 Tm 值决定。延伸温度绝大多数设定为 72℃ 。如果复性的温度很高，可以将延伸温度 和复性温度设置成同一温度，变成二步法 PCR 。
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什么是生物反应器？
生物反应器是指利用转基因活体动物的某 种能够高效表达外源蛋白的器官或组织来进行 工业化生产活性功能蛋白的技术，这些蛋白一 般是药用蛋白或营养保健蛋白。
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生物反应器的种类及应用
用于表达的生物反应器包括动物血液、泌 尿系统、精囊腺、乳腺等，还包括禽蛋和昆虫 （例如家蚕）个体等。 其中动物乳腺生物反应器是目前国际上唯 一证明可以达到商业化生产水平的生物反应器。 据预测，2010年世界上动物乳腺生物反应器的 年产值将达到500亿美元以上。
4-1 动物基因工程(简)
生 物 反 应 器
生 产 基 因 工 程 产 品 的
第二节
海洋动物基因工程
一、鳗鲡P450c21基因克隆及功能鉴定
二、转基因技术
基因工程的操作步骤
（一）获取目的基因
（二）构建重组 DNA 分子
（三）将重组DNA引入 受体细胞
（四）阳性重组体的筛选与鉴定 （五）目的基因的表达及
（倾向于工程学的范畴） 。
上游技术指外源基因重组、克隆和表达的
设计与构建（即狭义的基因工程）。
下游技术则涉及到含有重组外源基因的生
物细胞的大规模培养以及外源基因表达产
物的分离纯化过程。 基因工程是生物技术的核心部分。 开展基因工程的四大要素或四个基本条件：
工具酶、基因、载体、受体细胞
第一节 基因工程的操作步骤
3. PCR技术： 利用聚合酶链式反应(PCR)可以在体外很快
将DNA 反复甚至是无休止地复制。
内切酶切开DNA
电泳
DNA变性
印迹转移
放射性探针杂交 洗去未杂交游离探针 胶片显影
印 迹 法
印迹法的关键是“分子杂交”，利用 碱基配对的原则，用一段小的已知的 DNA 片断去寻找（“钓”）大的未知的 基因片断。
2、影响重组DNA导入受体细胞的因素：
(1) 使用的受体细胞。如向动物卵细胞显微注射，
成功率在50％左右。 (2) 导入的方法。 (3) 重组DNA在受体细胞中是否受到排斥。
(4) 重组DNA在受体细胞中表达的条件是否具备。
基因工程的操作步骤之(四)
（一）获取目的基因 （二）构建重组 DNA 分子
(2). 物理方法
• 电刺激：在高频电流的作用下，使受体细胞膜出
动物基因工程
本章内容：
A 高等哺乳动物基因工程的基本概念 B 高等哺乳动物的受体系统 C 高等哺乳动物的载体系统 D 高等哺乳动物的基因转移 E 利用哺乳动物工程细胞生产重组蛋白
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
A 高等哺乳动物基因工程的基本概念
高等哺乳动物基因工程
高等哺乳动物转基因技术
腺病毒感染人细胞时呈裂解型，不致癌；但对啮齿目动物来说， 绝大多数的腺病毒成员均能致癌。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
腺病毒DNA载体的特点
基因重排低 外源基因与病毒DNA重组后能稳定复制几个周期 安全性能好 不整合人的染色体DNA，不会导致恶性肿瘤 宿主范围广 对受体细胞是否处于分裂期要求不严格 使用效果好 外源基因在载体上容易高效表达
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
C 高等哺乳动物的载体系统
人腺病毒DNA 猴空泡病毒DNA（SV40） 人乳多瘤病毒DNA（BKV） 人牛痘病毒DNA
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
人腺病毒DNA
腺病毒的生物学特性
腺病毒科为线状双链DNA病毒，无包膜，呈二十面体，共有93个 成员，分哺乳动物腺病毒和禽腺病毒两个属。目前已鉴定的人腺病毒 有6个亚属，其中常用来构建载体的主要是C亚属的2型（Ad2）和5型 （Ad5）病毒。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
猴多瘤病毒DNA（SV40）
SV40的生物学特性
SV40属于乳多瘤病毒科多瘤病毒属，呈小型二十面体，由VP1、 VP2、VP3三种衣壳蛋白包装而成，基因组为5224bp的双链环状DNA SV40可以与所有哺乳动物宿主细胞中的组蛋白H2、H3、H4结合，从 而使其DNA形成类似核小体的微型染色体结构。
动物基因工程
动物基因工程近年来，动物基因工程的发展取得了长足的进步，在生物芯片、转基因动物、多基因改良生物等多个领域取得了巨大成就，对于科学家来说是一个极具活力的研究领域。
动物基因工程实际上是一种通过人工干预，改变生物体特性和性状的技术，最初用于解决动物繁殖问题，并不断拓展应用，彻底改变了人类与动物之间的关系。
一方面，动物基因工程能在短时间内繁殖出性状一致的动物，从而大大提高生物群体的稳定性和良种的纯度，极大地满足了人类对于某些高品质或者医疗目的动物需求。
例如，高产奶牛是利用动物基因工程技术实现的，可以让牛群在短时间内大量增加，帮助人类更好地利用牛奶资源，获取更多的天然营养元素。
另一方面，通过动物基因工程我们也可以人工调整动物的基因，利用基因改造来改善动物的性状，让动物更适合于当地环境、更容易繁殖和更有价值，从而帮助人们更好地利用动物资源。
例如，野猪改良工程的成功利用了动物基因改造技术，使野猪体型健壮、抗病能力强，繁殖能力强，更易被人类利用，大大丰富了人类猪肉资源。
此外，动物基因工程技术在医学研究中也发挥了重要作用，例如通过转基因动物从而发现新的药物，为人类治疗疾病提供新的技术革命。
同时，动物基因工程也为人工繁殖野生动物提供了一条新途径，使处于绝种危险的动物得以通过基因重组、转基因等方式复苏，从而保护动物多样性。
虽然动物基因工程有着巨大的科学价值，但是也存在一些潜在的风险。
首先，当我们干预动物基因时，往往会改变人类和其他动物之间的物种关系，导致物种的不完整和不稳定，或者改变本地生物群落的结构，破坏自然环境的生态平衡，威胁生物多样性的安全。
其次，人为干预的出错也会带来一些风险，比如基因转移、治疗失败等，从而引发不可预料的后果。
因此，动物基因工程的发展需要在遵守法律法规的前提下，坚持科学安全原则，加强对产品的管理，避免污染环境，以及提高科学家们对由此带来的其他后果的认识。
只有这样，动物基因工程可以在不损害人类和动物健康的前提下，发挥其最大的价值，为保护野生动物种群、改善动物性状、促进医药健康发展等发挥积极作用。
第10章 动物基因工程
Northern杂交 Northern杂交
*
也称为Northern印迹（ 也称为Northern印迹（Northern Blot），用以检 Northern印迹 Blot）， ），用以检 测某一特定的RNA 通常是mRNA RNA（ mRNA） 测某一特定的RNA（通常是mRNA）片段的存在 及表达量。 及表达量。 因与DNA的杂交（ 因与DNA的杂交（Southern 杂交）相对应，故被 DNA的杂交 杂交）相对应， 趣称为Northern杂交。 Northern杂交 趣称为Northern杂交。
RNA来源： RNA来源：新鲜组织或细胞 来源
2008·秋
动物遗传学
DNA提取方法：常规苯酚-氯仿方法、 DNA提取方法：常规苯酚-氯仿方法、试剂盒 提取方法
方法； 方法；
RNA提取： RNA提取：所用器皿和试剂必需经高温灭菌 提取
或DEPC处理 DEPC处理
Genome DNA
Total RNA
20） Library）
含一种生物体的全部基因组DNA 含一种生物体的全部基因组DNA片。 DNA序列。 序列
动物遗传学
* *
2008·秋
第二节
基因体外重组技术
2008·秋
动物遗传学
1 重组质粒构建
载体是指携带靶DNA片段进入宿主细胞进行 是指携带靶DNA DNA片段进入宿主细胞进行
扩增和表达的工具。 扩增和表达的工具。
质粒是指一种存在于细胞内能独立复制的染色体外的 DNA。 DNA。
2008·秋
动物遗传学
2008·秋
动物遗传学
文 库 构 建
3 PCR
PCR，即聚合酶链式反应或多聚酶链反应 PCR，即聚合酶链式反应或多聚酶链反应 Reaction） （Polymerase Chain Reaction）, 是一种对特定的 DNA片段在体外进行快速扩增的新方法 DNA片段在体外进行快速扩增的新方法。 片段在体外进行快速扩增的新方法。
基因工程动物模型介绍
基因工程动物模型介绍基因工程动物模型，这可是个超级有趣又超级有用的东西呢！你看啊，咱们就把动物的基因当成是一个装满各种小零件的大盒子。
基因工程呢，就像是一个超级巧手的工匠，可以在这个大盒子里挑挑拣拣，把一些零件换一换，或者加几个新的零件进去。
这一换一加呀，就创造出了基因工程动物模型。
比如说小鼠，小鼠本来就是做实验的常客，就像一个小小的实验明星。
科学家们通过基因工程把小鼠的基因改一改，就像给小明星换了一身新衣服，让它可以去演不同的角色啦。
那为啥要做基因工程动物模型呢？这就好比我们要研究一座神秘的大房子，可这房子又大又复杂，直接进去乱闯可不行。
这时候有一只小老鼠，我们把小老鼠变得和大房子里的一些东西有点像，然后让小老鼠先进去探探路。
这只特别的小老鼠就是基因工程小鼠模型啦。
比如说我们想研究某种疾病是怎么发生的，正常的动物可不会无缘无故就得这个病呀。
那我们就通过基因工程让动物带上会引发这个疾病的基因，就好像给动物悄悄埋了一个会引发小麻烦的小种子，然后看这个小麻烦是怎么一点点长大变成大麻烦的，就像看着一颗小种子慢慢长成一棵歪脖子树一样。
基因工程动物模型的种类可多啦。
就像世界上有各种各样的小动物一样，不同的动物都能被做成基因工程模型呢。
除了刚刚说的小鼠，还有大鼠啊，果蝇啊。
果蝇看起来小小的，就像一个会飞的小芝麻粒儿，但可别小瞧它。
在基因工程的世界里，果蝇也是个大明星。
它的繁殖速度超级快，就像开了加速器一样。
这样科学家们就能很快地看到基因改变之后在很多代果蝇身上会发生什么，就像是看着一群超级加速版的小芝麻粒儿在表演一场基因的魔法秀。
要做出基因工程动物模型可不是一件简单的事儿，就像做一道超级复杂的大菜。
科学家们得先找到要修改的基因，这就像是在一个超级大的图书馆里找一本特别的书一样困难。
然后呢，还得有各种各样超级厉害的工具，把找到的基因进行修改或者添加。
这个过程就像是用一把超级精细的小镊子，在特别小的地方做特别精细的手工活儿，稍微不小心就可能搞砸了。
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获取目的基因之方法3: PCR技术
PCR (Polymerase chain reaction)， 又称多聚酶链式反应，是近年来开发 出来的基因工程新技术，它的最大优 点是把目的基因的寻找和扩增，放在 一个步骤里完成。可以在体外很快将 DNA反复甚至是无休止地复制。
PCR原理示意图
模板DNA 变性 （一般94℃，30sec-1min） 退火 （一般45-65℃，30sec-1min）
载体一般要具备下列条件:
• 在携带目的基因之前和以后，都能在受体细胞中正常存在，如 随着受体细胞分裂而扩增和正常的表达；
• 在携带目的基因后有可供筛选的标志，使人们能将携带有目 的基因的载体和没有携带目的基因的载体区别开；
• 要易于进入受体细胞； • 有一定的拷贝数。
常用载体：
1、质粒 (plasmid)：环状双链小分子DNA， 适于做小片断基因的载体。
designed
基p因BR载3体22 -----病毒、噬菌体和质粒expressly for
cloning in
E. coli.
导人受体细胞是否成功，事先应找到特定的标志，如 抗四环素质粒
The constructed E. coli plasmid pBR322
Types of DNA sequences found in a typical E. Coli expression vector.
DNA测序 峰形图
基因工程的操作步骤之（二）
（一）获取目的基因
（二）构建重组 DNA 分子
（三）将重组DNA引入 受体细胞 （四）阳性重组体的筛选与鉴定 （五）目的基因的表达及
蛋白质产物 的分离纯化
（二）构造重组 DNA 分子
将DNA双链切断和重新连结，这就是DNA重组(recombination) 。
（一）获取目的基因 （二）构建重组 DNA 分子 （三）将重组DNA引入受体细胞 （四）阳性重组体的筛选与鉴定 （五）目的基因的表达及
蛋白质产物 的分离纯化
基因工程的操作步骤之一：获取目的基因
目的基因是人们需要的基因，也是接受目的基因的细胞或 个体原本没有的基因。 获
获取目的基因的主方法有：
1.化学合成：对于序列已知、长度较小的基因，扩增的方法也 可采用化学法。
DNA体外重组：将DNA重组过程放在体外进行，接受了重组DNA 的细胞经过严格筛选后再进行大量增殖。
DNA重组技术是基因工程的核心技术。
DNA杂交和DNA重组的差别：DNA杂交和DNA重组的差别在于杂 交是在两条链之间，重组是在双链的DNA片段之间，杂交不一 定要将DNA切断。
杂交
重组
DNA重组
• DNA重组的用途
1. 利用DNA重组创造超自然的物种：将不同生物种类的基因相连在 同一条DNA中，打破了自然界物种之间的隔离界限。如将豆类的 杀虫基因切割下来，移植到棉花染色体中，创造出抗虫棉花。
2.扩大生产正常生物含量低的有用物质或改善生物品质：许多生 物体内就有的激素、酶、抗体等，如果仅靠原有生物正常合 成远远不能满足人的治病需要。“工程菌”，“转基因作物 ”， “转基因动物”（动物药厂，高等动物生物反应器等） 。
3.理论研究：核酸序列语言的语法，基因之间的关系等，可以 通过DNA片段之间重组和表达结果分析得到揭示。
4. 防治疾病：缺损和有害基因可以通过DNA重组及早修补。
DNA体外重组的主要步骤
1.确定目的基因（前面已讲）
2.选择载体
3.目的基因和载体连接形成重组体
2、载体的选择
载体(vector) 即携带、转运者。载体是通过自身的DNA和目 的基因的DNA重组，形成一个新的携带目的基因的DNA(重组体/ 重组DNA)。
上游技术指外源基因重组、克隆和表达的 设计与构建（即狭义的基因工程）。
下游技术则涉及到含有重组外源基因的生 物细胞的大规模培养以及外源基因表达产 物的分离纯化过程。
基因工程是生物技术的核心部分。
开展基因工程的四大要素或四个基本条件： 工具酶、基因、载体、受体细胞
第一节 基因工程的操作步骤
动物基因工程技术
主要内容
第一节 基因工程的操作步骤 第二节 海洋动物基因工程
基因工程(Gene Engineering)的定义:
狭义上：按照人们的愿望、通过体外DNA重 组和基因的转移，有目的地改造生物物种的 特性。
特点：突破了生物物种的界限。
广义上：DNA重组技术的产业化设计与 应用，包括上游技术和下游技术两大部分 （倾向于工程学的术： 利用聚合酶链式反应(PCR)可以在体外很快
将DNA 反复甚至是无休止地复制。
内切酶切开DNA
电泳
DNA变性
印迹转移
放射性探针杂交
洗去未杂交游离探针 胶片显影
印迹法
印迹法的关键是“分子杂交”，利用 碱基配对的原则，用一段小的已知的 DNA 片断去寻找（“钓”）大的未知的 基因片断。
2、噬菌体 (phage)：线状双链DNA， 适于做大片断基因的载体。
基因剪接是基因工程最基本的一种手段
Constructed
“分子剪刀” -----限制性内切酶 （3i0n0多19种77）, this
抗青霉素基因
抗四环素基因
was one of
主要工具
“分子针线” -----DNA连接酶 early plasmids
探针 DNA 片断从何而来？ 根据目的蛋白的氨基酸序列，只要其
中 N－端 15－20 个氨基酸序列，按三 联密码转为 40-60 核苷酸序列，人工合 成，即为探针 DNA 片断。
用上面的方法“钓”出的目的基因， 数量极少，所以，接下来必须经过扩 增，亦称为基因克隆。获得相当数量 的目的基因后，才能继续下一步操作。
引物延伸 （一般70-72℃，30sec-2min）
模板变性、退火
第二次循环
延伸
经25-30次循环，目的 DNA增加106-7
PCR反应的成分
反应体系一般为50-100μl 如50ul反应液
• 反应缓冲液 (10×) ：5ul • 4种底物(dATP+dCTP+dGTP+dTTP，2.5mM/each): 4ul • 2个引物：1ul (终浓度0.2-1uM) • 模板DNA: 1ul • DNA聚合酶 (5 units/ul): 0.3ul • 灭菌DDW: 38.7ul