基因工程的基本概念.ppt

生物工程专业核心课程生物工程专业核心课程基基 因因 工工 程程基因工程5 2 3 4 1 6 7 8 9 基因工程的基本概念基因工程的基本概念基因工程的基本原理基因工程的基本原理基因工程所需的基本条件基因工程所需的基本条件基因工程的操作过程基因工程的操作过程目的基因的克隆与基因文库的构建目的基因的克隆与基因文库的构建大肠杆菌基因工程大肠杆菌基因工程酵母基因工程酵母基因工程哺乳动物基因工程哺乳动物基因工程高等植物基因工程高等植物基因工程D D 基因工程的基本形式基因工程的基本形式1 1 基因工程的基本概念基因工程的基本概念C C 重组重组DNADNA技术技术与基因工程的基本用途与基因工程的基本用途B B 基因工程的基本定义基因工程的基本定义A A 重组重组DNADNA技术技术的基本定义的基本定义A A 重组重组DNADNA技术技术的基本定义的基本定义1 1 基因工程的基本概念基因工程的基本概念 重组重组DNADNA技术技术是指将一种生物体（是指将一种生物体（供体供体）的基因与）的基因与载体载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受受体体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物）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或新性状的DNADNA体外操作程序，也称为体外操作程序，也称为分子克隆技术分子克隆技术。因此，因此，供体、受体、载体供体、受体、载体是重组是重组DNADNA技术的三大基技术的三大基本元件。本元件。B B 基因工程的基本定义基因工程的基本定义1 1 基因工程的基本概念基因工程的基本概念 基因工程基因工程是指重组是指重组DNADNA技术的产业化设计与应用，技术的产业化设计与应用，包括包括上游技术上游技术和和下游技术下游技术两大组成部分。两大组成部分。上游技术上游技术指的指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNADNA技技术）；而术）；而下游技术下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模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。培养以及基因产物的分离纯化过程。C C 重组重组DNADNA技术技术与基因工程的基本用途与基因工程的基本用途1 1 基因工程的基本概念基因工程的基本概念分离、扩增、鉴定、研究、整理分离、扩增、鉴定、研究、整理生物信息资源生物信息资源大规模生产大规模生产生物活性物质生物活性物质设计、构建设计、构建生物的新性状甚至新物种生物的新性状甚至新物种大规模生产生物活性物质大规模生产生物活性物质工程细胞工程细胞基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程途径工程途径工程发酵工程发酵工程细胞工程细胞工程分离工程分离工程酶酶酶工程酶工程分分离离工工程程野生细胞野生细胞野生细胞野生细胞生物活性物质生物活性物质D D 基因工程的基本形式基因工程的基本形式2 2 基因工程的基本概念基因工程的基本概念第一代基因工程第一代基因工程 蛋白多肽基因的高效表达蛋白多肽基因的高效表达 经典基因工程经典基因工程第二代基因工程第二代基因工程 蛋白编码基因的定向诱变蛋白编码基因的定向诱变 蛋白质工程蛋白质工程第三代基因工程第三代基因工程 代谢信息途径的修饰重构代谢信息途径的修饰重构 途径工程途径工程 第四代基因工程第四代基因工程 基因组或染色体的转移基因组或染色体的转移 基因组工程基因组工程D D 基因工程的支撑技术基因工程的支撑技术2 2 基因工程的基本原理基因工程的基本原理C C 基因工程的基本原理基因工程的基本原理B B 基因的分子生物学基因的分子生物学A A 重组重组DNADNA技术技术的理论基础的理论基础A A 重组重组DNADNA技术的理论基础技术的理论基础2 2 基因工程的基本原理基因工程的基本原理1919世纪中世纪中 孟德尔孟德尔 豌豆杂交试验豌豆杂交试验 遗传因子遗传因子 经典遗传学经典遗传学2020世纪初世纪初 摩尔根摩尔根 果蝇杂交实验果蝇杂交实验 基因基因 基因学基因学19441944年年 艾弗瑞艾弗瑞 肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 遗传物质遗传物质DNADNA19731973年年 伯格伯格-杰克森杰克森-考恩考恩-鲍耶鲍耶 DNADNA分子体外拼接分子体外拼接分子遗传学分子遗传学19531953年年 沃森沃森-克瑞克克瑞克 DNADNA双螺旋结构双螺旋结构 分子生物学分子生物学基因工程基因工程B B 基因的分子生物学基因的分子生物学2 2 基因工程的基本原理基因工程的基本原理C C 基因工程的基本原理基因工程的基本原理2 2 基因工程的基本原理基因工程的基本原理提高外源基因的剂量提高外源基因的剂量分子遗传学原理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：筛选修饰重组基因表达的转录调控元件，如：启动子启动子、增强子增强子、操作子操作子、终止子终止子、上游调控序列上游调控序列等等列列、mRNAmRNA非编码区非编码区、密码子密码子等等分子生物学原理分子生物学原理 修饰构建蛋白质生物合成的翻译调控元件，如：修饰构建蛋白质生物合成的翻译调控元件，如：SDSD序序 基因工程菌（微型生物反应器）的增殖及稳定生产基因工程菌（微型生物反应器）的增殖及稳定生产生化工程学原理生化工程学原理 分子生物学原理分子生物学原理 D D 基因工程的支撑技术基因工程的支撑技术2 2 基因工程的基本原理基因工程的基本原理核酸凝胶电泳技术核酸凝胶电泳技术核酸分子杂交技术核酸分子杂交技术细菌转化转染技术细菌转化转染技术DNADNA序列分析技术序列分析技术寡核苷酸合成技术寡核苷酸合成技术基因定点突变技术基因定点突变技术聚合酶链反应（聚合酶链反应（PCRPCR）技术技术