基因工程课件

D基因工程的支撑技术2基因工程的基本原理C基因工程的基本原理B基因的分子生物学A重组DNA技术的理论基础A重组DNA技术的理论基础2基因工程的基本原理19世纪中孟德尔豌豆杂交试验遗传因子经典遗传学20世纪初摩尔根果蝇杂交实验基因基因学1944年艾弗瑞肺炎双球菌转化实验遗传物质DNA1973年伯格-杰克森-考恩-鲍耶DNA分子体外拼接分子遗传学1953年沃森-克瑞克DNA双螺旋结构分子生物学基因工程细胞的发现1859年《物种起源》进化论的提出MendelG.J.(1822-1884).1856-1864豌豆杂交实验。Mendel和遗传规律的研究1900年Mendel遗传规律被重新发现遗传学的元年1866年发表论文，提出分离规律和独立分配规律1909年YohannsenW.L.(1859-1927)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。基因概念的提出1910年以后，MorganT.H.等提出了基因的连锁遗传规律，染色体遗传理论发展为《细胞遗传学》连锁遗传规律的提出1941年，BeadleG.W.等证明了基因通过酶起作用，提出了“一个基因一个酶”的假说一个基因一个酶一般认为1973年是基因工程诞生的元年上世纪40年代——70年代初分子生物学领域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。基因工程的诞生1944年，AveryO.T.利用肺炎双球菌转化实验1、DNA是遗传物质被证实40年代，证实DNA是遗传物质早在上世纪20年代，已经知道染色体由DNA和组蛋白构成，但组成蛋白的氨基酸有20种，而组成DNA的核苷酸只有4种，什么是遗传物质？1928年，英国微生物学家F.Griffith著名的肺炎双球菌感染小白鼠实验。（1）S型：注射小白鼠，死亡。（2）S型，65℃加热：注射小白鼠，活。（3）R型：注射小白鼠，活。（4）65℃加热S型+R型：注射小白鼠，死亡。死鼠体内得到了S型菌。40年代，DNA是遗传物质被证实1944年，美国洛克菲勒研究所的OswaldAvery等公开发表了改进的肺炎双球菌实验结果。（1）S型菌无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型菌无细胞提取物失去了转化作用。（3）经胰蛋白酶处理的S型菌无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。Watson和Crick2、DNA双螺旋模型的提出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，FrancisCrick和JamesWatson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。分子遗传学的诞生Nireberg等为代表的一批科学家3、“中心法则”的提出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”。原核生物的基因调控操纵子模型1961年，JacquesMonod和FancoisJacob提出了原核基因调控的操纵子模型（operonmodel）。Smith等分离并纯化了限制性核酸内切酶HindII，1972年，Boyer等相继发现了ＥcoRI一类重要的限制性内切酶。1、工具酶的发现和应用1967年，世界上又五个实验室几乎同时发现DNA连接酶，特别是1970年Khorana等发现的T4DNA连接酶具有更高的连接活性。1、工具酶的发现和应用1970年，Baltimore等和Temin等各自发现了反转录酶，完善了中心法则，使真核基因的制备成为了可能。2、反转录酶的发现和应用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；3、载体的发现及其应用1973年，Stanford大学的Cohen等成功地利用体外重组实现了细菌间性状的转移。这一年被定为基因工程诞生的元年。3、载体的发现及其应用Cohen等的重组实验示意图TcrNerEcoRIEcoRI连接酶TcrNer双抗重组菌落基因工程发展史上首次实现了重组DNA的细菌转化B基因的分子生物学2基因工程的基本原理C基因工程的基本原理2基因工程的基本原理提高外源基因的剂量——分子遗传学原理筛选修饰重组基因表达的转录调控元件，如：启动子、增强子、操作子、终止子、上游调控序列等列、mRNA非编码区、密码子等——分子生物学原理修饰构建蛋白质生物合成的翻译调控元件，如：SD序基因工程菌（微型生物反应器）的增殖及稳定生产——生化工程学原理——分子生物学原理D基因工程的支撑技术2基因工程的基本原理核酸凝胶电泳技术核酸分子杂交技术细菌转化转染技术DNA序列分析技术寡核苷酸合成技术基因定点突变技术聚合酶链反应（PCR）技术