基因工程复习资料含复习资料

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基因工程复习题

一、名词解释:(10~20%)

基因工程基因工程工具酶限制性内切酶限制性内切酶的Star活性PCR引物PCR扩增平台期DNA芯片基因组文库cDNA文库转化限制与修饰系统

原位杂交:将细胞或组织的核酸固定保持在原来的位置上,然后用探针与之杂交的一种核酸分子杂交技术,该方法可较好地反映目的基因在细胞或组织中的分布和表达变化。

粘性末端:双链DNA被限制性内切酶切割后,形成的两条链错开几个碱基,而不是平齐的末端。

Northern印迹杂交:将RNA进行变性电泳后,再转移到固相支持物上与探针杂交的一种核酸分子杂交技术,可用于检测目的基因的转录水平。

转位:一个或一组基因片段从基因组的一个位置转移到另一个位置的现象。

基因工程:在体外,用酶学方法将各种来源的DNA与载体DNA连接成为重组DNA,继而通过转化和筛选得到含有目的基因的宿主细胞,最后进行扩增得到大量相同重组DNA分子的过程称为基因工程,又称基因克隆、DNA克隆和重组DNA等。

目的基因:基因工程中,那些被感兴趣的、被选作研究对象的基因就叫作目的基因。

连接器:人工合成的一段含有某些酶切位点寡核苷酸片段,连接到目的基因的两端,便于基因重组中的切割和连接。

转化:受体细胞被导入外源DNA并使其生物性状发生改变的过程。

停滞效应:PCR中后期,随着目的DNA扩展产物逐渐积累,酶的催化反应趋于饱和,DNA 扩增产物的增加减慢,进入相对稳定状态,即为停滞效应,又称平台期。

逆转录PCR:以mRNA为原始模板进行的PCR反应。

PCR: 即聚合酶链式反应。在模板,引物,4种dNTP和耐热DNA聚合酶存在的条件下,特异性地扩增位于两段已知序列之间的DNA区段地酶促合成反应。

α-互补(α-complementation):指在M13噬菌体DNA或PUC质粒序列中,插入了lac启动子-操纵子基因序列以及编码β-半乳糖苷酶N-端145个氨基酸的核苷酸序列(又称α-肽),该序列不能产生有活性的β-半乳糖苷酶。

感染(infection)特指以λ噬菌体、粘粒和真核细胞病毒为载体的重组DNA分子,在体外经过包装成具有感染能力的病毒或噬菌体颗粒,才能感染适当的细胞,并在细胞内扩增。其中,由噬菌体和细胞病毒介导的遗传信息的转移过程又称为转导(transduction)。

47、转染(transformation)指真核细胞主动摄取或被动导入外源DNA片段而获得新的表型的过程。

二、填空题(20%)

1、DNA片段重组连接的方法主要有平端连接、粘端连接、同聚尾连接、加接头连接。

2、感受态细胞是指具有摄取外源DNA分子能力的细胞。

3、λ噬菌体蛋白对重组DNA体外包装时,包装长度为野生型λDNA的75~105%。

5、PCR反应体系含有耐热的TaqDNA聚合酶,化学合成的寡核苷酸引物,四种dNTP,合适的缓冲液体系。

6、核酸探针包括:cDNA探针;基因组DNA探针;寡核苷酸探针和RNA探针。

7、部分酶切可采取的措施有:(1)____________(2)___________ (3)___________等。(1)减少酶量;(2)缩短反应时间;(3)增大反应体积

8、DNA聚合酶I的Klenow大片段是用_____________切割DNA聚合酶I得到的分子量为76kDa的大片段,具有两种酶活性:(1)____________;(2)________________的活性。枯草杆菌蛋白酶;(1)5'-3'合成酶的活性;(2)3'-5'外切核酸酶

9、为了防止DNA的自身环化,可用_____________去双链DNA__________________。碱性磷酸酶;5’端的磷酸基团

10、基因工程中有3种主要类型的载体:_______________、_____________、______________。质粒DNA;病毒DNA;质粒和病毒DNA杂合体

11、pBR322是一种改造型的质粒,它的复制子来源于,它的四环素抗性基因来自于,它的氨苄青霉素抗性基因来自于。pMBl;pSCl01;pSF2124(R质粒)

13、DNA重组连接的方法大致分为四种:(1)_________________(2)_______________ (3) _____________(4)_ ______________________。(1)黏性末端连接;(2)平末端连接;(3)同聚物接尾连接;(4)接头连接法

14、差示杂交(differential hybridization)技术需要__________________________。两种不同的

细胞群体能够表达不同的基因,即在一个群体中能够表达一些基因,而在另一个细胞群体中不能表达这些基因

16、将含有外源基因组一个酶切片段的质粒称之为含有一个___________,各种此类质粒的集合体称之为构建了一个_________________。基因组DNA克隆;基因组DNA文库17、根据Northern杂交的结果可以说明:_____________________________。外源基因是否进行了转录

18、在________________技术中,DNA限制性片段经凝胶电泳分离后,被转移到硝酸纤维素膜(或尼龙膜)上,然后与放射性的DNA探针杂交。Southern印迹

19、可用T4 DNA聚合酶进行平末端的DNA标记,因为这种酶具有____________和_______的活性。5’→3’合成酶;3’ →5’外切核酸酶

20、根据外源片段提供的遗传表型筛选重组体,必需考虑三种因素:(1)_______________ (2)__________________(3)_________________。(1)克隆的是完整的基因;(2)使用的是表达载体;(3)不含内含子

21、放射免疫筛选的原理基于以下三点:

(1)抗体能够被吸附到固体支持物上;(2)同一个抗原可以同几种抗体结合;(3)抗体能够被标记

22、黏粒(cosmid)是质粒—噬菌体杂合载体,它的复制子来自、COS位点序列来自,最大的克隆片段达到kb。质粒;λ噬菌体;45

23、限制性内切核酸酶是按属名和种名相结合的原则命名的,第一个大写字母取自_______,第二、三两个字母取自_________,第四个字母则用___________表示。属名的第一个字母;种名的前两个字母;株名

24、第一个分离的限制性内切核酸酶是___________;而第一个用于构建重组体的限制性内切核酸酶是_____________。EcoK;EcoRl

25、切口移位(nick translation)法标记DNA的基本原理在于利用_________的_______和______的作用。DNA聚合酶I:5'一3'外切核酸酶;5'一3'合成酶

26、就克隆一个基因(DNA片段)来说,最简单的质粒载体也必需包括三个部分:_______________、_____________、______________。另外,一个理想的质粒载体必须具有低分子量。

复制区:含有复制起点;选择标记:主要是抗性基因;克隆位点:便于外源DNA的插入

27、pUCl8质粒是目前使用较为广泛的载体。pUC系列的载体是通过

和两种质粒改造而来。它的复制子来自,Amp 抗性基因则是来自。pBR322和M13;pMBl;转座子

28、噬菌体之所以被选为基因工程载体,主要有两方面的原因:一是;二是。它在细菌中能够大量繁殖,这样有利于外源DNA的扩增;对某些噬菌体(如λ噬菌)的遗传结构和功能研究得比较清楚,其大肠杆菌宿主系统的遗传也研究得比较详尽

29、Northern印迹和Southern印迹有两点根本的区别:

(1)__________________________________________________________________

(2)_________________________________________________________________。

(1)印迹的对象不同:Northern是RNA,Southern是DNA;(2)电泳条件不同,前者是变性

条件,后者是非变性条件

30、限制与修饰是宿主的一种保护体系,它是通过对外源DNA的限制和对自身DNA的修饰来实现的。

31、II型限制酶既具有识别位点的专一性,也具有切割位点的专一性。它作用时需要Mg2+ 离子作辅助因子。

32、个体之间DNA限制酶片段长度存在差异称限制性片段长度多态性(RFLP)。

33、人工感受态的大肠杆菌细胞在温度为___________时吸附DNA, ___________时摄人DNA。0?C;42?C

34、野生型的λ噬菌体DNA不宜作为基因工程载体,原因是:(1)

(2) (3) 。(1)分子量大,(2)酶的多切点,(3)无选择标记

35、形成平末端的方法有:用产生平末端的限制酶切,用S1核酸酶切除粘末端,用DNA 聚合酶填平粘末端。

36、回收DNA片段时,在确定DNA条带位置时,应使用长波长紫外灯,以最大限度减少对DNA的照射损伤。

37、基因工程受体菌的基因型常为r-m-rec-, r-表示限制缺陷型,m-表示修饰缺陷型,rec-表示重组缺陷型。

38、CaCl2法制备感受态细胞转化DNA时,DNA以DNA-Ca2+ 复合物形式吸附于细胞表面。

39、TaqDNA聚合酶具有,缺乏因此无。5‘→3‘聚合酶活性,3’→5‘外切酶活性,校正功能

40、PCR循环次数一般设定为,过多的循环次数会导致的出现。25-30次,PCR 反应“平台效应”。

41、如果用限制性内切核酸酶切割双链DNA产生5’突出的黏性末端,则可以用__________

进行3’末端标记。如果用限制性内切核酸酶切割DNA产生的是3’突出的黏性末端,可以用__________________进行3’末端标记。Klenow酶填补的方法;T4DNA聚合酶

42、限制酶是一类专门切割DNA的酶,它能特异性识别切割双链DNA。

43、需要部分酶切时可采取的方法有:减少酶的用量;缩短反应时间;增大反应体积。45、重组DNA技术的基本过程:①目的基因的制备;②载体的选择和制备;③DNA分子的体外连接;④将重组DNA导入宿主细胞;⑤重组体的筛选和鉴定;⑥重组体的扩增、表达和其他研究。

46、在分离质粒DNA的菌体培养过程中,加入氯霉素有两个好处:可以扩增质粒DNA;抑制了菌体的数量,有利于裂解。

48、II型限制酶既具有识别位点的专一性,也具有切割位点的专一性。它作用时需要Mg2+离子作辅助因子。

50、基因工程受体菌的基因型常为r-m-rec-, r-表示限制缺陷型,m-表示修饰缺陷型,rec-表示重组缺陷型。

52、核酸的体外标记法分为和。化学法;酶法

53、核酸的体外标记法中的酶法最常用的是和标记。125I;光敏生物素标记。

54、影响核酸分子杂交的因素有:(1)核酸分子的浓度与长度;(2)温度;(3)离子强度;(4)

甲酰胺;(5)核酸分子的复杂性;(6)非特异性杂交反应等。

三、选择题(20%)

1、下列有关基因工程技术的叙述,正确的是()C

A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体

B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列

C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快

D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达

2、下列不属于获取目的基因的方法是()B

A.“鸟枪法”B.转录法C.反转录法D.根据已知氨基酸序列合成法

3、以下说法正确的是() A

A. 在真核细胞的基因结构中,编码区也含有不能编码蛋白质的序列

B. 终止子是转录终止的信号,因此它的DNA序列与终止密码TAA相同

C. 基因的非编码区通常不起什么作用

D. 启动子的作用是阻碍RNA聚合酶的移动,并使其从DNA模板链上脱离下来

4、Ⅱ型限制性内切核酸酶:( ) B

(A)有内切核酸酶和甲基化酶活性且经常识别回文序列

(B)仅有内切核酸酶活性,甲基化酶活性由另外一种酶提供

(C)限制性识别非甲基化的核苷酸序列(D)有外切核酸酶和甲基化酶活性

(E)仅有外切核酸酶活性,甲基化酶活性由另外一种酶提供

5、关于宿主控制的限制修饰现象的本质,下列描述中只有( )不太恰当。B

(A)由作用于同一DNA序列的两种酶构成

(B)这一系统中的核酸酶都是Ⅱ类限制性内切核酸酶

(C)这一系统中的修饰酶主要是通过甲基化作用对DNA进行修饰

(D)不同的宿主系统具有不同的限制-修饰系统

6.在下列进行DNA部分酶切的条件中,控制那一项最好?( ) B

(A)反应时间(B)酶量(C)反应体积(D)酶反应的温度

7、限制性内切核酸酶可以特异性地识别:( ) B

(A)双链DNA的特定碱基对(B)双链DNA的特定碱基序列

(C)特定的三联密码(D)以上都正确

8、在基因工程中,可用碱性磷酸酶( ) A

(A)防止DNA的自身环化(B)同多核苷酸激酶一起进行DNA的5′末端标记

(C)制备突出的3′末端(D)上述说法都正确

9、下面关于松弛型质粒(relaxed plasmid)性质的描述中,( )是不正确的 C

(A)质粒的复制只受本身的遗传结构的控制,而不受染色体复制机制的制约,

因而有较多的拷贝数

(B)可以在氯霉素作用下进行扩增(C)通常带有抗药性标记

(D)同严紧型质粒融合后,杂合质粒优先使用松弛型质粒的复制子

10、下列哪种克隆载体对外源DNA的容载量最大?( ) C

(A)质粒(B)黏粒(C)酵母人工染色体(Y AC)

(D) 噬菌体(E) cDNA表达载体

11、Col El是惟一用作基因工程载体的自然质粒,这种质粒:( ) ACD

(A)是松弛复制型(B)具有四环素抗性

(C)能被氯霉素扩增(D)能产生肠杆菌素

12、同一种质粒DNA,以三种不同的形式存在,电泳时,它们的迁移速率是:( )B

(a)OCDNA>SCDNA>LDNA (b)SCDNA>LDNA>OCDNA

(c)LDNA>OCDNA>SCDNA (d)SCDNA>OCDNA>LDNA

13、能够用来克隆32kb以下大小的外源片段的质粒载体是( ) A

(A)charomid (B)plasmid (C)cosmid (D)phagemid

14、双脱氧末端终止法测序体系与PCR反应体系的主要区别是前者含有( ) D

(A) 模板(B) 引物

(C) DNA聚合酶(D) ddNTP (E) 缓冲液

15、PCR实验的特异性主要取决于() C

(A) DNA聚合酶的种类(B)反应体系中模板DNA的量

(C)引物序列的结构和长度(D)四种dNTP的浓度

(E)循环周期的次数

16、常用的Southern转膜方法有哪几种()。BCD

(A) 硝酸纤维素膜法(B) 毛细管虹吸印迹法

(C) 电转印法(D) 真空转移法

17、原位杂交可以用来检测()ABCD

(A) DNA (B) RNA (C) cDNA ( D) RNA和DNA

18、核酸酶S1能降解()AC

(A) DNA 单链(B) DNA双链

(C) RNA单链(D) DNA/RNA杂交双链

19、构建载体时,使用双酶切相对于单酶切的优点在于(A、B、C、D)

(A)避免载体自身环化(B) 提高连接效率(C)控制外源基因的插入方向

(D) 便于转化后的筛选(E) 便于修改阅读框

20、获得DNA重组体后,还需进一步鉴定,可采用的方法有:(A B C D)

(A) DNA序列测定(B) PCR鉴定

(C) 酶切鉴定(D) 表达产物的鉴定

(E) 进行定点突变

21、外源基因与载体的连接方式有:(A B C D E)

(A) 粘端连接(B) 平端连接

(C) 加同聚尾连接(D)加人工接头连接

(E) 用T载体连接

22、关于多克隆位点,下列叙述正确的是:(A B D)

(A) 是外源基因的插入部位(B) 由许多酶切位点组成

(C) 是宿主细胞上的一段特殊序列(D)是人工合成的一段DNA序列

(E) 含有药物抗性基因

23、用蓝白斑筛选重组子时,IPTG的作用是:(A)

(A)诱导载体上的Lac Z基因表达(B) 作为显色反应的指示剂

(C) 作为酶的作用底物(D) 诱导载体上的抗性基因表达

E. 诱导宿主上的Lac Z基因表达

24、PUC系列载体的抗性筛选标记为:(C)

(A)卡那霉素(B)四环素

(C) 氨苄青霉素(D)G418

(E)氯霉素

25、.免疫印迹法筛选重组体的原理是:(E)

(A) 根据载体抗性基因的表达(B)根据载体报告基因的表达

(C) 根据DNA与DNA的杂交(D) 根据DNA与mRNA的杂交

(E) 根据外源基因的表达

26、Ti质粒:( ) ACDE

(A)可从农杆菌转到植物细胞中(B)作为双链DNA被转移

(C)在植物中导致肿瘤(D)介导冠瘿碱的合成,作为细菌的营养物和植物的生长激素(E)需要细菌的vir基因帮助转移(F)在植物细胞中作为染色体外质粒

28、关于cDNA的最正确的说法是:( )C

(A)同mRNA互补的单链DNA (B)同mRNA互补的双链DNA

(C) 以mRNA为模板合成的双链DNA (D) 以上都正确

29、用碱法分离质粒DNA时,染色体DNA之所以可以被除去,是因为:( )C

(A)染色体DNA断成了碎片(B)染色体DNA分子量大,而不能释放

(C)染色体变性后来不及复性(D)染色体未同蛋白质分开而沉淀

30、关于碱解法分离质粒DNA,下面哪一种说法不正确?( )D

(A)溶液I的作用是悬浮菌体(B)溶液Ⅱ的作用是使DNA变性

(C)溶液Ⅲ的作用是使DNA复性

(D)质粒DNA分子小,所以没有变性,染色体变性后不能复性

31、在下列表型中,( )是基因工程上理想的受体菌表型B

(A)r+m+rec*(B)r-m-rec-(C)r-m-rec+(D)r+m+rec-

32、cDNA文库包括该种生物的( )A

A某些蛋白质的结构基因B所有蛋白质的结构基因

C所有结构基因D内含子和调控区

33、Southem印迹的DNA探针( )杂交。C

A只与完全相同的片段B可与任何含有相同序列的DNA片段C可与任何含有互补序列的DNA片段

D可与用某些限制性内切核酸酶切成的DNA片段E以上都是34、用下列方法进行重组体的筛选,只有( )说明外源基因进行了表达。C

ASouthem印迹杂交BNorthem印迹杂交

CWestern印迹D原位菌落杂交

35、报告基因( ) ACD

A以其易于分析的编码序列代替感兴趣基因的编码序列

B以其易于分析的启动子区代替感兴趣基因的启动子区

C能用于检测启动子的活性D能用于确定启动子何时何处有活性36、在利用lacZ失活的显色反应筛选法中,IPTG的作用是( )A

A诱导宿主的α肽的合成B诱导宿主的ω肽的合成

C作为酶的作用底物D作为显色反应的指示剂

37、切口移位是指在( )作用下,使( )带上放射性标记。B

A DNA聚合酶I,RNA

B DNA聚合酶I,DNA

C DNA聚合酶Ⅲ,RNA

D DNA聚合酶Ⅲ,DNA

38、用免疫化学法筛选重组体的原理是( )A

A根据外源基因的表达B根据载体基因的表达

C根据mRNA同DNA的杂交D根据DNA同DNA的杂交

39、分离质粒DNA时,用蔗糖的目的是:( )B

A. 抑制核酸酶的活性

B. 保护DNA,防止断裂

C. 加速蛋白质变性

D. 有利于细胞破碎

40、CsCl-EB密度梯度离心法纯化质粒DNA的原理是:( )C

A 氯化铯可以较多地插入到线状DNA中去

B 氯化铯可以较多地插入到S

C DNA中去

C EB可以较多地插入到线状DNA中去

D EB可以较多地插入到SC DNA中去

41、用碱法分离质粒DNA时,染色体DNA之所以可以被除去,是因为:( )C

A 染色体DNA断成了碎片

B 染色体DNA分子量大,而不能释放

C 染色体变性后来不及复性

D 染色体未同蛋白质分开而沉淀

42、切口平移法标记DNA探针时,需用的酶是:(B)

A 限制酶

B DNase I

C RNase

D DNA连接酶

E 拓扑异构酶

43、重组DNA分子导入受体细胞的方法有:(A B C)

A. 转化

B. 转染

C. 转导

D. 转位

E. 转录

44、关于菌落杂交法筛选重组体,下列叙述正确的是:(B D)

A. 需要外源基因的表达

B. 需要探针与外源基因有同源性

C. 需要IPTG诱导

D. 不需要外源基因的表达

E. 不需要探针与外源基因有同源性

45、核酸分子杂交时,用于标记的探针可以是:(A B)

A. DNA

B. RNA

C. 抗原

D. 抗体

E. DNA连接酶

46、限制性内切酶可特异性识别( B )

A. 双链DNA的特定碱基对

B. 双链DNA的特定碱基序列

C. 单链RNA的特定碱基序列

D. 单链DNA的特定碱基序列

E 双链RNA的特定碱基对

47、下列因素中影响限制酶切割的有( A,B,C,D,E)

A. EDTA浓度

B. 甘油浓度

C. DNA纯度

D. 酶的自身活性

E. 盐浓度

48、重组连接时,反应体系必须的组分有(A、C)

A.Mg2+ B. BSA C. A TP D. PO43- E . EDTA

49、PCR产物具有特异性是因为( )C

A. Taq DNA酶保证了产物的特异性

B. 合适的变性,退火,延伸温度

C. 选择特异性的引物

D. 引物的Tm值不同.

50、要使目的基因与对应的载体重组,所需的两种酶是()A

①限制酶②连接酶③解旋酶④还原酶

A.①②B.③④C.①④D.②③

51、用碱法分离质粒DNA时,染色体DNA之所以可以被除去,是因为:C

A. 染色体DNA断成了碎片

B. 染色体DNA分子量大,而不能释放

C. 染色体变性后来不及复性

D. 染色体未同蛋白质分开而沉淀

52、同一种质粒DNA,以三种不同的形式存在,电泳时,它们的迁移速率是:B

A. OC DNA>SC DNA>L DNA

B. SC DNA>L DNA>OC DNA

C. L DNA>OC DNA.SC DNA

D. SC DNA>OC DNA>L DNA

53、在基因操作中所用的限制性核酸内切酶是指( B )

A.I类限制酶 B. II类限制酶 C. III类限制酶 D.核酸内切酶

E. RNAase

54、下列关于同裂酶的叙述错误的是( B )

A.是从不同菌种分离到的不同的酶,也称异源同工酶。

B.它们的识别序列完全相同。

C.它们的切割方式可以相同,也可以不同。

D.有些同裂酶识别的完整序列不完全一样,但切割位点间的序列一样。

E.两种同裂酶的切割产物连接后,可能会丢失这两个同裂酶的识别位点。

55、需进行DNA部分酶切时,控制下列哪种条件最合适( D )

A. 反应时间

B. 反应体积

C. PH

D. 限制酶量

E.反应温度

56、在回收DNA片段时,观察电泳结果为尽量减少对DNA的照射损伤应使用(A)A.长波长紫外 B. 短波长紫外 C . 长波长红外 D. 短波长红外 E. ABCD 都不可

57、DNA回收时,如要除去EB(溴化乙锭)可用下列那种试剂(A )

A.正丁醇 B. 苯酚 C. 氯仿 D. 异戊醇 E. 乙醇

58、大肠杆菌出现感受态的生理期是(B )

A.潜伏期 B. 对数期 C. 对数后期 D. 平衡期 E. 衰亡期

59、PCR实验的特异性主要取决于(C)

基因工程药物发展进程

基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后,我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣,通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料,让我对基因工程药物有了新的认识: 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质,然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来,经过一系列基因操作,最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去,这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞,在受体细胞不断繁殖过程中,大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质,即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎(以下简称乙肝)疫苗为例,像其他蛋白质一样,乙肝表面抗原(HBSAg)的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术,用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来,装到一个表达载体中,所谓表达载体,是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来;再把这种表达载体转移到受体细胞内,如大肠杆菌或酵母菌等;最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖,生产出大量我们所需要的HBSAg(乙肝疫苗)。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来,医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作,但曾一度陷于困境。乙肝病毒(HBV)主要由两部分组成,内部为DNA,外部有一层外壳蛋白质,称为HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人体,就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体,可以清除入侵机体内的HBV。过去,乙肝疫苗的来源,主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg,这种血液是不安全的,可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒,特别是艾滋病病毒(HIV)]的污染。此外,血液来源也是极有限的,使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪,远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。与上述的血源乙肝疫苗相比,基因工程生产的乙肝疫苗,取材方便,利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌,它们有极强的繁殖能力,并借助于高科技手段,可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后,按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序,就可获得终身免疫,免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗,我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时,体内会产生一种物质,它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染,故人们把此种物质称为干扰素(Interfero,简称IFN),是1957年英国科学家多萨克斯(Lossaacs)和林德曼(Lindenmann)在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病毒的效能,是一种治疗乙肝的有效药物,国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是,通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态,因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时,人体内的干扰素基因才会"苏醒",开始产生干扰素,但其数量微乎其微。即使经过诱导,从人血中提取1mg干扰素,需要人血8000ml,其成本高得惊人。据计算:要获取1磅(453g)纯干扰素,其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980

基因工程的现状及发展

基因工程的现状及发展 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

基因工程的现状及发展 研究背景: 迄今为止,基因工程还没有用于人体,但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验,并取得了成功。事实上,所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌,其DNA中被插入人类可产生胰岛素的基因,细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力;在美国,大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前,是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点:支持者认为,转基因的农产品更容易生长,也含有更多的营养(甚至药物),有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病;而反对者则认为,在农产品中引入新的基因会产生副作用,尤其是会破坏环境。 目的意义: 如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA 链上去,将DNA重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型。 内容摘要: 如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA 链上去,将DNA重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型,这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计,按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。 基因工程在20世纪取得了很大的进展,这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物,一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使得动植物具有了原先没有的全新的性状,这引起了一场农业革命。如今,转基因技术已经开始广泛应用,如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑,但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。 成果展示:

基因工程的应用和蛋白质工程

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【课 题】专题一——基因工程——第 1.3 基因工程的应用第 1。4 蛋白质工程的崛起
【教学目标】1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认
同基因工程的应用促进生产力的提高。 4.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 5.简述蛋白质
工程的原理。 6.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【教学流程】
一、知识预习:
1、植物基因工程技术主要用于提高农作物的
(如




等),以及

利用植物生产
等方面。
2、目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出
,将其导

中,使其具有
。用于杀虫的基因主要是



等。
3、引起植物生病的微生物称为
,主要有


等。抗病转基因植物所采用的基因,使用最多的是

;抗真菌转基因植物中可使用的基因有


4、目前科学家利用一些可以调节
的基因,来提高农作物的抗盐碱和
能力;将鱼的
导入烟草和番茄,提高其耐寒能力;将
导入
作物,使作物抗除草剂。
5、利用转基因技术可以提高生物中的
的含量、延长贮存时间、改变花色等,
从而提高作物品质。
6、动物基因工程可用于




7、基因工程药物包括




等。
8、治疗遗传病的最有效手段是
,这种方法是把
导入病人体
内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到
的目的,可分为

两条途径。
9、基因工程的实质是将一种生物的
转移到另一种生物体内,使后者产生本不能
产生的
,进而表现出
。其缺点是在原则上只能生产
,而天然蛋白质的
符合
的需要,
却不一定完全符合
的需要。
10、蛋白质工程是指以蛋白质分子的
及其与
的关系作为基
础,通过

,对
进行改造,或制造
,以满足
的需求。
11、蛋白质工程的途径是:预测蛋白质功能→设计预期的
→推测应有的
→找到相对应的

12、蛋白质工程具有
的前景,但

-1

基因工程技术的现状和前景发展

基因工程技术的现状和前景发展 摘要 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术,经过30多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言,生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量,改善品质,增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展,植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中,在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状,通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力,已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面,也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战,耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长,从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来,导入植物体可获得转基因植物,目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高,人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明,利用基因工程可以有效地改善植物的品质,而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域,近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展,如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因,成功地导入到马铃薯中,培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白质含量接近大豆,**提高了营养价值,得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。 基因工程应用于医药方面 目前,以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一,发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上,基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子,在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前,应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试,并进入临床验证阶段;专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制,它可有目的地寻找并杀死肿瘤,将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂,最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒,修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中,是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。 基因工程应用于环保方面

基因工程的现状与发展趋势

题目:基因工程的现状与发展趋势专业:13食品科学与工程 学号:132701105 姓名:盛英奇 日期:2015/7/1

【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术,经过40多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心内容。生物学成为21世纪最重要的学科,基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 【关键词】基因工程技术;应用;前景;现状 一、墓因工程的原理及研究内容 基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前,人们就发现,世界上生物尽管种类繁多,千姿百态,但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现,生物有遗传和变异的特征,遗传保证了生物种类的延续不断,变异则赋予生物种的进化,保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的,这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质,一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物,如把DNA比喻成长链条,核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异,即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性,使之有利于人类,如水稻、小麦等作物的育种,家禽家畜优良品系的培育等,它是通过动植物父、母本交配繁殖时,生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的,这种交换的概率是人们不能控制的,所以选种的过程较为缓慢,需几年乃至几十年的时间,而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程,则是按照人类的需要,从某种生物体的基因组中,分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段,运用重组DNA技术,对这些DNA片段进行体外操作,把不同来源的基因按照设计的蓝图,重新构成新的基因组(即重组体),再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上,并使其不仅能“安家落户”,而且能“传种接代”,即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中,这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理,故称基因工程,亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、

高中生物技术与生物工程基因工程和蛋白质工程第3节蛋白质工程学案3

第三节蛋白质工程 1.简述蛋白质工程。 2.蛋白质的分子设计。(难点) 3.蛋白质工程的应用。(重点) 1.蛋白质工程 (1)依据:蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系。 (2)改造对象:利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列或直接对蛋白质进行有目的的改造。 (3)产物:创造出自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子,也就是产生新的蛋白质。 (4)本质:改造控制该蛋白质合成的基因结构。 2.蛋白质的分子设计 (1)小范围改造 对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换。 (2)蛋白质拼接组装 对不同来源的蛋白质进行拼接组装。 (3)蛋白质从头设计 从氨基酸的排列顺序出发,设计制造出自然界不存在的全新蛋白质。 3.蛋白质工程的基础 蛋白质工程的基础是基因工程。所以蛋白质工程又叫第二代基因工程。 [合作探讨] 蛋白质分子的设计是一项复杂而艰巨的工程,其基本流程可以用下图表示:

探讨1:构建新的蛋白质模型是分子设计的关键环节,你认为构建蛋白质模型的依据是什么? 提示:构建蛋白质模型的依据是控制这种蛋白质合成的基因以及蛋白质的空间结构。 探讨2:通过DNA合成形成的新基因怎样才能得到准确的表达? 提示:通过基因工程技术,将新基因导入大肠杆菌等受体细胞中,新基因在受体细胞中指导合成新的蛋白质。 探讨3:有的学者认为,蛋白质工程本身也是研究蛋白质结构和功能的一种有力工具。你是怎么看待的? 提示:这些学者认识恰当,蛋白质结构直接影响其功能活性,要想研究蛋白质结构与功能的关系,蛋白质工程就是有力工具,利用这种工具可以改变蛋白质的空间结构,探究功能的改变而做出相应的科学结论。 [思维升华] 1.蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。 2.蛋白质工程的目标 是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质的结构进行设计改造,最终还必须通过改造基因来完成。 3.蛋白质工程的基本途径 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。 1.下列关于蛋白质工程的基本流程中正确的是( ) ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A.①→②→③→④B.④→②→①→③

基因工程药物发展的历史及启示

基因工程药物发展的历史及启示 吴岚晓1,郭坤元1,秦 煜2 (11第一军医大学珠江医院血液科,广东广州510282;21第一军医大学南方医院创伤骨科,广东广州510282) 摘要:基因工程诞生20余年,运用于医药行业,研制和开发基因工程药物,已取得长足进展。迄今为止,已有近100 个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有无比强大的生命力。 就基因工程药物发展史进行概述,会从中得到许多启示。 关键词:基因工程;药物;科学;技术 中图分类号:R-02 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2002)12-0011-03 Developing History and the E nlightenment of G enetic E ngineering Drug W U L an-xiao,GUO Kun-yuan,QIN Y u (1.Depart ment of Hem atology,Zhujiang Hospital,First Military Medical U niversity,Guangz hou510282,China;2. N anf ang Hospital,First Military U niversity,Guangz hou510282,China) Abstract:G enetic engineering has made remarkable development in the area of drug production and research since it ap2 peared twenty years ago.More than100new geneitc engineering drugs have been used in clinic,and more drug-projects are undergoing.It can be predicted that genetic engineering drug will make more and more influence in people’s life.A perspective view about genetic engineering drug developing history was made in this article and some philosophic opinions inspired from it were discussed. K ey Words:genetic engineering;drug;science;technology 1 基因工程原理和技术 基因工程是在分子水平上人工改造生物遗传性,创造世间新的生物物种技术,亦称DNA重组或分子克隆,包括基因和载体的制备、切割和连接,重组DNA的转移、表达及产物分离等。基因的制备方法有,多聚酶链反应、互补文库、基因组文库、染色体DNA的酶切分离、酶合成法和化学合成法等,迄今为止,已制备人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、人α-干扰素及生长因子等多种药物的基因。载体是能将外源性目的基因运输至宿主细胞的小分子DNA,目前大抵有细菌质粒、嗜菌体DNA及病毒DNA构建人工载体,如pBR322、Charon系列、Cos2 mid、反转录病毒、腺病毒及其相关病毒的DNA,此外,尚有酵母人工染色体DNA,及哺乳动物人工染色体DNA等。载体和含目的基因的DNA分别经限制性内切酶切割后,两者混合通过连接酶连接构成重组DNA,经转化、转导、转染、激光打孔、微注射或基因枪等技术,可转移至宿主内,获得基因工程细胞,后者经培养和表达,即可产生相应的基因工程药物。近年来还发现不用载体也不重组,将编码完整的DNA片段或mRNA直接注射内实现完全表达,表明非重组DNA和mRNA可被细胞直接吸收和表达,既简化了基因操作程序,也修正了基因工程基本概念,又促进了基因工程药物的发展,同时还为基因治疗提供了新理论和新途径。 2 基因工程药物发展的历史 应用基因工程技术,研制和开发的药物称为基因工程药物。它是通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。包括蛋白质类生物大分子、初级代谢产物,如苯丙氨酸及丝氨酸等以及次生代谢产物抗生素等。自20世纪70年代初基因工程药物诞生以来,基因工程药物发展十分迅速。 ? 1 1 ? 医学与哲学2002年12月第23卷第12期总第259期

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析讲解学习

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析一、知识归纳 名称作用参与的生理过程应用 限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程 DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程 DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA复制 RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸转录 解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录 逆转录酶以RNA为模板合成DNA 逆转录及基因工程特别注意: (1)限制性核酸内切酶的来源:多数来自原核生物;作用特点:主要切割外源DNA,对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的;作用结果:形成DNA片断末端。 (2)各种酶都具有专一性,特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的碱基之间切开。 2.基因工程的基本操作程序 (1)获取目的基因 ①基因文库:是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中通过克 隆而储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库:基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库:含有一种生物的部分基因,就叫做部分基因文库,如cDNA文库。 比较项目PCR技术DNA复制 相 同 点 原理DNA双链复制((碱基互补配对) 原料四种游离的脱氧核苷酸 条件模板、ATP、酶等 不 同 点 解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化 场所体外复制主要在细胞核内 酶热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)细胞内含有的DNA聚合酶 结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子 (2)基因表达载体的构建(基因工程的核心) ①构建目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目 的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析 一、知识归纳 1.与DNA分子相关的酶 名称作用参与的生理过程应用限制性核酸内切 酶 切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程 DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧 酸 DNA复制 RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷 酸 转录 解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录 逆转录酶以RNA为模板合成DNA逆转录及基因工程 特别注意: (1)限制性核酸内切酶的来源:多数来自原核生物;作用特点:主要切割外源DNA,对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的;作用结果:形成DNA片断末端。 (2)各种酶都具有专一性,特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的碱基之间切开。 2.基因工程的基本操作程序 (1)获取目的基因 ①基因文库:是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中通过 克隆而储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库:基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库:含有一种生物的部分基因,就叫做部分基因文库,如cDNA文库。 PCR技术与DNA复制的比较 比较项目PCR技术DNA复制 相 同 点 原理DNA双链复制((碱基互补配对) 原料四种游离的脱氧核苷酸 条件模板、ATP、酶等 不 同 解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化 场所体外复制主要在细胞核内

点 酶 热稳定的DNA聚合酶(Taq 酶) 细胞内含有的DNA聚合酶结果 在短时间内形成大量的DNA 片段 形成整个DNA分子 (2)基因表达载体的构建(基因工程的核心) ①构建目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目 的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法 生物 种类 植物细胞动物细胞微生物细胞常用 方法 农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体 细胞 体细胞受精卵原核细胞 转化 过程 将目的基因插入Ti质粒 的TDNA上→农杆菌→导 入植物细胞→整合到受体细 胞的DNA→表达 将含有目的基因的表达 载体提纯→取卵(受精卵) →显微注射→受精卵发育→ 获得具有新性状的动物 Ca2+处理细胞→感受态 细胞→重组表达载体与感受 态细胞混合→感受态细胞吸 收DNA分子特别注意:受体细胞中常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物──大肠杆菌、酵母菌等,但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必 需用真核生物酵母菌──需内质网、高尔基体的加工、分泌。一般不用支原体,原因是它营 寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟红细胞,原因是它无细胞核和众多的细胞器,不能合成 蛋白质。

基因工程药物

基因工程药物 周长征 第一部分概述 一、基因工程药物 (一)基因工程药物的概念 基因工程药物是以基因组学研究中发现的功能性基因或基因的产物为起始材料,通过生物学、分子生物学或生物化学、生物工程等相应技术制成的、并以相应分析技术控制中间产物和成品质量的生物活性物质产品,临床上可用于某些疾病的诊断和治疗。基因药物类型广泛,包括重组蛋白质药物、人源化单克隆抗体、基因治疗药物、重组蛋白质疫苗、核酸药物等10多种类型。 生产基因工程药物的基本方法是:将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上,然后将载体导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞),使目的基因在靶细胞中得到表达,最后将表达的目的蛋白质提纯及做成制剂,从而成为蛋白类药物或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达,就称为基因治疗。 例如,乙肝表面抗原(HBSAg)的产生也受DNA 调控。利用基因剪切技术,用一种“基因剪刀”将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来,装到一个表达载体中(所谓表达载体,是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来)再把这种表达载体转移到受体细胞内,如大肠杆菌或酵母菌等;最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖,生产出大量我们所需要的HBSAg(乙肝疫苗)。把一定量的HBSAg注射入人体,就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体,可以清除入侵机体内的HBV。过去,乙肝疫苗的来源,主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg,这种血液是不安全的,可能混有其他病原体的污染。此外,血液来源也是极有限的,使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪,远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。 干扰素具有广谱抗病毒的效能,是一种治疗乙肝的有效药物,国际上批准唯一一种治疗丙型病毒性肝炎的药物。通常情况下人体内干扰素基因处于休眠状态,血中一般检测不到。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时,人体内的干扰素基因才会产生干扰素,但其数量微乎其微。即使经过诱导,从人血中提取1mg 干扰素,需要人血8000ml,其成本高得惊人。获取1磅(453g)纯干扰素,其成本高达200亿美元。1980年后,采用基因工程进行生产,其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获取1磅纯干扰素,其成本不到1亿美元。 (二)基因工程药物的发展 1973年,Cohen等人首次将带有Tet r基因和链霉素抗性基因(Str r)的两种大肠杆菌质粒成功地进行了重组,获得了可以复制并只有双亲质粒遗传信息的重组质粒,拉开了基因工程研究的序幕。1974年他们对具有Amp r和红霉素抗性基因(Emp r)的金黄色葡萄球菌质粒

基因工程技术的发展给人类带来的影响

基因工程技术的发展给人类带来的影响 摘要20世纪70年代末至80年代初借助于受精卵原核显微注射和早期胚胎细胞的逆转录病毒感染等手段人们已可将单一的功能基因或基因簇引入高等动物染色体DNA上实现了种系内和种系间细胞的基因转移并由此构建成各种转基因动物。转基因技术在人体中的应用目前仍局限于体细胞的基因治疗方面具有遗传特征修饰的转基因人研究因受到伦理学和法学的束缚而未能跨出第一步但并不意味着在技术上有不可逾越的障碍。事实上多莉绵羊克隆的成功表明人们不仅可以将任何基因转入包括人体在内的任何动物细胞中进行表达而且还能使转基因动物像重组微生物那样无性繁殖。关键词基因工程技术基因治疗实际应用安全隐患人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家吧基因组图谱看成是指路图或化学中的元素周期表也有科学家把基因谱比作字典但不论是从哪一个角度去阐释破译人类自身基因密码以促进人类健康、预防疾病、延长寿命其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后破译人类和动植物的基因密码为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。最新基因工程技术一反义技术根据目前研究的内容反义技术antisense technology是指根据碱基互补原理用人工合成或生物体合

成的特定互补RNA或DNA片段或其化学修饰产物抑制或封闭基因表达的技术。反义技术理论的形成和发展是以原核生物中天然存在的反义RNA及其调控机理的研究为基础的。在真核生物中一直尚未找到天然存在的反义RNA调控系统但检测出了许多具有互补碱基序列的小分子RNA推测其中一部分可能参与基因表达调控起着类似于反义RNA的作用。反义技术的操作和突变不同能在不破坏目的基因的前提下调控基 因的表达因此它既是阐明基因功能的一种新手段又拓宽了 通过基因工程改良动、植物品质和治疗疾病的途径。反义技术的建立扩展了机体抵御外来微生物的经典免疫学概念 这就是用反义RNA通过核酸分子之间的相互作用可以抑制外源病毒等的侵袭。如用反义RNA已成功地抑制了流感病毒、疱疹病毒和人类免疫缺陷综合症病毒等对所培养的组织细 胞的侵袭。针对植物病毒的反义RNA可使植株产生保护和抗害作用。在癌症及遗传病治疗方面反义技术也同样展现了令人鼓舞的前景。如将携带反义RNA的骨髓白血病MYC基因及编码大肠杆菌黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶基因的质粒通 过原生质体融合并引入到前骨髓白血病细胞系获得高水平 表达反义MYC RNA的细胞系其MYC蛋白质比对照组下降70。结果还表明反义RNA不仅能在转录水平而且还能在翻译水平抑制癌基因的表达。反义RNA对细胞内原癌基因的阻抑不仅使细胞增殖力下降还启动了单细胞分化进而使癌变得以缓

基因工程与蛋白质工程知识归纳及试题例析

. 知识归纳及试题例析”“基因工程与蛋白质工程一、知识归纳分子相关的酶1.与DNA作用参与的生理过程应用名称基因工程限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列 基因工程DNA连接酶DNA片段连接两个DNA复制在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA聚合酶转录RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸 DNA 解旋酶复制及转录使碱基间氢键断裂 逆转录及基因工程逆转录酶以RNA为模板合成DNA 特别注意:,DNA(1)限制性核酸内切酶的来源:多数来自原核生物;作用特点:主要切割外源不起作用从而达到保护自身的目的;作用结果:形成DNA片断末端。对自身的DNA)各种酶都具有专一性,特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列,并在特定(2 的碱基之间切开。.基因工程的基本操作程序2 (1)获取目的基因 ①基因文库:是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中通过克隆而储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库:基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库:含有一种生物的部分基因,就叫做部分基因文库,如cDNA文库。 PCR技术与DNA复制的比较 比较项目PCR技术DNA复制 原理DNA双链复制((碱基互补配对)相原料同四种游离的脱氧核苷酸 点条件模板、ATP、酶等 解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋不主要在细胞核内场所体外复制同热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)细胞内含有的酶DNA聚合酶点在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子结果 (2)基因表达载体的构建(基因工程的核心) ①构建目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法 资料Word .

我国基因工程药物的发展现状

我国基因工程药物的发展现状 以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近几十年来的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注,有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。现代生物技术之所以能受到各界的重视,一方面是由于现代生物技术发展迅速,用途广泛,生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域;另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题,如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源,因此其原料具有再生性,同时生物系统生产产品产生的污染物少,对环境的破坏性很小或几乎没有,重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。 基因工程(genetic engineering )又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体 细胞内复制、转录、翻译表达的操作。 基因工程制药的出现是因为,许多药品的生产是从生物组织中提取的,受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。若利用基因工程将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物, 不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。

一、产业现状及地位 1989年,中国批准了第一个在中国生产的基因工程药物一一重组人干扰素,标志着中国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物,也是到目前为止唯一的一个中国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后,中国基因工程制药产业从无到有,不断发展壮大。1998年,中国基因工程制药产业销售额已达到了7.2 亿元人民币。截止1998年底,中国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15种。国内已有30余家生物制药企业取得了基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。 根据1997年对全国452从个事生物技术研究、开发和生产的单位进行的通讯调查结果,截止1996年底,中国已有8种基因工程药物和疫苗商品化(包括试生产),1996年基因工程药物和疫苗销售额约为2.2亿元人民币,仅占同期全国医药生物技术产品年销售额21.16亿元人民的10.4%。然而可喜的是,中国基因工程制药产业发展迅猛,年销售额已从1996年的2.2亿元人民币增长到1998年的7.2亿元人民币,年均增长率高达80%预计2000年中国基因工程药物销售额将达到22.8亿元人民币。 基因工程在制药业中具有广阔的发展前景,中国的基因制药行业 已经初具规模,但与世界发达国家存在差距,主要表现在具有自主知识产权的产品较少,产业规模小、经济效益低。基因制药产业面临着历史性的机遇,主要表现在政府支持、资源丰富、基因信息公开、国际交流

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点 1.基因工程培育转基因生物的优点: (1)打破了常规育种难以突破的物种之间的界限(生殖隔离) (2)定向改变了生物的遗传性状。 2.基因工程的应用: (1)用于提高动植物生长速度。 (2)用于改善畜产品的品质。 (3)用转基因动物生产药物。 (4)用转基因动物作器官移植的供体。 3.膀胱生物反应器:将外源基因导入到受精卵膀胱上皮细胞进行表达。优点: 雌雄个体都能生产。 4.乳腺生物反应器或乳房生物反应器缺点:只有雌性个体才能生产药物。 5.干扰素:干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,干扰 素几乎能够抵抗所有病毒引起的感染。 6.基因治疗:是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从 而达到治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段。 7.基因治疗不能替代原有基因,它替代的是缺陷基因的功能。 8.大肠杆菌是原核生物,生产出来的干扰素没有活性,原核细胞内没有内质网 和高尔基体,只有核糖体,只能合成相应的蛋白质,无法添加糖基,要使干扰素具有活性,还必须经过人工处理,加上糖基。 9.基因诊断:也称DNA诊断或基因探针技术,即在DNA水平分析检测某一基 因,从而对特定的疾病进行诊断。 10.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 11.蛋白质工程的目标:根据人们对蛋白质的特定需求,对蛋白质进行分子设计。 12.天然蛋白质的合成过程:按照中心法则进行的,基因→表达(转录和翻译) →形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。 13.蛋白质工程合成蛋白质的过程:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白 质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 14.蛋白质工程中进行基因操作的原因: (1)改造过的蛋白质可以遗传。 (2)对基因的改造比对蛋白质直接改造容易操作,难度少的多。 15.蛋白质工程:蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关 系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。原理是改造基因,实质是对编码蛋白质的基因进行改造。

基因工程技术的发展历史-现状及前景

学号 1234567 基因工程课程论文 ( 2013 届本科) 题目:基因工程技术发展历史、现状及前景 学院:农业与生物技术学院 班级:生物科学 091 班 作者姓名: X X X 指导教师: XXX 职称:教授 完成日期: 2013 年 3 月 16 日 二○一三年三月

基因工程技术发展历史、现状及前景 摘要:生物学已是现代最重要学科之一,而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术,经过30多年来的发展与进步,已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言,生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。 关键词:基因工程技术、发展历史、现状、前景 引言 基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说,基因工程是指在基因水平上的遗传工程,它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源遗传物质在其中"安家落户",进行正常复制和表达,从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征:首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖,能够跨越天然物种屏障,把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中,而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系,这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是,一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA,而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”,通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何,改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。 一、基因工程技术的发展历史 (一)基因工程发展简述 人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间,细菌成为人类的第一大杀手,成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命,但是,好景不长,青霉素使用不到期10年,即在世界上20世纪50年代中期,就发现了严重的细菌抗药性,并且这种抗药性还具有“传染性”,也就是说,一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。

基因工程药物的设计研究进展和应用前景

基因工程药物研究与应用新进展 郭小周 生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在,世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期,生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用,生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 摘要:自20 世纪70 年代基因工程诞生以来,以DNA重组技术为核心的现代生物技术一直是人们研究的热点,本文主要介绍了基因药物的定义、获得途径、一些前沿技术以及基因药物的应用与发展前景。 关键词:生物技术药物基因工程药物基因发展前景 1. 引言 近年来1953年Waston和Crick发现遗传物质DNA的双螺旋结构,给整个生物学乃至整个人类社会带来了一场革命。此后,一系列有关遗传信息即基因研究的成果很快的向应用和开发拓展。1972年,美国斯坦福大学P.Berg博士研究小组使用EcorRⅠ,第一次在体外获得了包括SV40 DNA和λ噬菌体DNA的重组DNA分子。1973年,S.Cohen等将两中分别编码卡那霉素和四环素的抗性基因相连,构建出重组的DNA分子,然后转化大肠杆菌,获得了既抗卡那霉素又抗四环素的转化子菌落,这是第一次成功的基因克隆实验,标志着基因工程的诞生。1977年Boyer首次获得生长激素抑制因

子的克隆,1982年第一个基因工程重组产品——人胰岛素被批准应用,进入市场。迄今为止,已有50多种基因工程药物上市,近千种处于研发状态。基因工程药物已经形成一个巨大的高新技术产业,产生了不可估量的社会效益和经济效益,由于基因药物的出现,可以大大改善人类的生命质量,对于一些重大疾病的治疗将会有新的突破。 2 基因工程 2.1 基因 基因是脱氧核糖核酸(DNA)分子上的一个特定片段。不同基因的遗传信息,存在于各自片段上的碱基排列顺序之中。基因通过转录出的信使使核糖核酸(mRNA),知道合成特定的蛋白质,使基因得以表达。 2.2 基因工程 基因工程是利用重组DNA技术,在体外对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出需要的基因产物。 3 基因药物 基因工程药物又称生物技术药物,是根据人们的愿望设计的基因,在体外剪切组合,并和载体DNA 连接,然后将载体导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞) ,使目的基因在靶细胞中得到表达,最后将表达的目的蛋白质纯化及做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗。 基因工程药物的本质是蛋白质,生产基因工程药物的方法是:将目的基因连接在载体上,然后将导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞),使目的基因在靶细胞中的到表达,最后将表达的目的蛋白质提纯做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞表达,就称为基因治疗。 利用基因工程技术生产药品的优点在于:大量生产过去难以获得的生理活性物质和

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