基因工程的前景优秀PPT.ppt

基因工程的前景第1页，本讲稿共26页植物基因工程硕果累累植物基因工程硕果累累2、抗病转基因植物、抗病转基因植物已问世的转基因抗病植物：已问世的转基因抗病植物：小麦、甜椒、番茄。小麦、甜椒、番茄。用于杀虫的基因主要有：用于杀虫的基因主要有：病毒外壳蛋白质基因、病毒复制病毒外壳蛋白质基因、病毒复制酶（酶（这些基因的转化植物表现出对同种这些基因的转化植物表现出对同种病毒或相近病毒或病毒病毒或相近病毒或病毒RNA侵染的高水侵染的高水平抗性平抗性）几丁质酶基因、抗毒素合成基因几丁质酶基因、抗毒素合成基因抗抗CMV甜椒甜椒第2页，本讲稿共26页植物基因工程硕果累累植物基因工程硕果累累3、抗逆转基因植物、抗逆转基因植物 例如，将鱼的例如，将鱼的抗冻蛋白抗冻蛋白基因基因导人烟草和番茄，使导人烟草和番茄，使烟草和番茄的耐寒能力均烟草和番茄的耐寒能力均有提高。此外，将有提高。此外，将抗除草抗除草剂基因剂基因导人大豆、玉米等导人大豆、玉米等作物，喷洒除草剂时，杀作物，喷洒除草剂时，杀死田间杂草而不损伤作物。死田间杂草而不损伤作物。第3页，本讲稿共26页植物基因工程硕果累累植物基因工程硕果累累4、利用转基因改良植物的品质、利用转基因改良植物的品质提高植物的光合作用效率提高植物的光合作用效率 改造光合作用中起关键作改造光合作用中起关键作用的用的CO2固定酶，能固定酶，能提高植物对提高植物对CO2的固定效率；的固定效率；还可以通过增强植物还可以通过增强植物对光能吸收与转化的功能来对光能吸收与转化的功能来提高光合作用效率，提提高光合作用效率，提高作物的产量。高作物的产量。第4页，本讲稿共26页植物基因工程硕果累累植物基因工程硕果累累4、利用转基因改良植物的品质、利用转基因改良植物的品质 延长果实的储藏期延长果实的储藏期 乙烯是催熟果实的一种激乙烯是催熟果实的一种激素，在其形成过程中需要乙素，在其形成过程中需要乙烯形成酶。通过基因工程可烯形成酶。通过基因工程可以获得能抑制乙烯形成酶基以获得能抑制乙烯形成酶基因表达的植物新品种，这些因表达的植物新品种，这些转基因植物的果实既保持了转基因植物的果实既保持了原有的品质，又延长了储藏原有的品质，又延长了储藏期。期。第5页，本讲稿共26页动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔1、用于提高动物的生长速度、用于提高动物的生长速度转基因鲤鱼（上）和同龄的鲤鱼（下）转基因鲤鱼（上）和同龄的鲤鱼（下）第6页，本讲稿共26页动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔2、用于改善畜产品的品质、用于改善畜产品的品质 有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁，在其他营养成分不受影响的情基因牛分泌的乳汁，在其他营养成分不受影响的情况下，乳糖的含量大大减低。况下，乳糖的含量大大减低。乳糖乳糖乳糖酶乳糖酶半乳糖半乳糖第7页，本讲稿共26页动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔3、用转基因动物生产药物、用转基因动物生产药物动物乳腺生物反应器技术基本成熟动物乳腺生物反应器技术基本成熟 基因来源：基因来源：药用蛋白基药用蛋白基因乳腺蛋因乳腺蛋白基因的启白基因的启动子等动子等第8页，本讲稿共26页动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔4、用转基因动物作器官移植的供体、用转基因动物作器官移植的供体可长人耳的裸鼠可长人耳的裸鼠 第9页，本讲稿共26页动物基因工程前景广阔动物基因工程前景广阔5、各式各样的转基因动物、各式各样的转基因动物第10页，本讲稿共26页基因工程药品异军突起基因工程药品异军突起利用转基因利用转基因工程菌工程菌来生产细胞因子、抗体、疫苗、来生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等等。激素等等。第11页，本讲稿共26页利用微生物生产药物的优越性何在利用微生物生产药物的优越性何在?所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需所谓利用微生物生产蛋白质类药物，是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生要的某种蛋白质的编码基因，构建成表达载体后导入微生物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。与传统的物，然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。与传统的制药相比有以下优越性：制药相比有以下优越性：（1）利用活细胞作为表达系统，表达效率高。）利用活细胞作为表达系统，表达效率高。（2）可以解决传统制药中原料来源的不足。）可以解决传统制药中原料来源的不足。（3）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。）降低生产成本，减少生产人员和管理人员。第12页，本讲稿共26页基因治疗曙光初照基因治疗曙光初照体外途径的步骤？体外途径的步骤？体内途径的步骤？体内途径的步骤？第13页，本讲稿共26页第14页，本讲稿共26页一、蛋白质工程崛起的缘由一、蛋白质工程崛起的缘由例如：例如：改造改造干扰素（半胱氨酸）干扰素（半胱氨酸）体外很难保存体外很难保存干扰素（丝氨酸）干扰素（丝氨酸）体外可以保存半年体外可以保存半年玉米中赖氨酸含量比较低玉米中赖氨酸含量比较低天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶（352位的苏氨酸）位的苏氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶二氢吡啶二羧酸合成酶（104位的天冬酰胺）位的天冬酰胺）改造改造改造改造天冬氨酸激酶（异亮氨酸）天冬氨酸激酶（异亮氨酸）二氢吡啶二羧酸合成酶（异二氢吡啶二羧酸合成酶（异亮氨酸）亮氨酸）玉米中赖氨酸含量可提高数倍玉米中赖氨酸含量可提高数倍满足人类生产满足人类生产和生活的需要和生活的需要满足人类生产满足人类生产和生活的需要和生活的需要满足人类生产满足人类生产和生活的需要和生活的需要第15页，本讲稿共26页二、蛋白质工程的基本原理 对天然蛋白质进行改造，你对天然蛋白质进行改造，你认为应该直接对蛋白质分子进行认为应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来操作，还是通过对基因的操作来实现？实现？1 1、目标：、目标：根据人们对根据人们对蛋白质功能蛋白质功能的特定需求，对蛋白的特定需求，对蛋白质的结构进行质的结构进行分子设计分子设计。第16页，本讲稿共26页逆转录逆转录转录转录DNADNARNARNA翻译翻译肽链肽链复制复制复制复制折叠折叠等等具有空间结构具有空间结构的蛋白质的蛋白质表达生物特有的表达生物特有的功能或性状功能或性状天然蛋白质的合成过程天然蛋白质的合成过程遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变遵循中心法则，并需经过高级空间结构的转变第17页，本讲稿共26页2、蛋白质工程的原理：基因改造、蛋白质工程的原理：基因改造3、基本途径：、基本途径：基因基因DNA氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链蛋白质三蛋白质三维结构维结构预期蛋白预期蛋白质功能质功能分子分子设计设计mRNA翻译翻译氨基酸序列氨基酸序列多肽链多肽链DNA合成合成转转录录折叠折叠蛋白质三蛋白质三维结构维结构生物生物功能功能第18页，本讲稿共26页4、概念：、概念：蛋白质工程是指蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生生产和生活的需求以满足人类的生生产和生活的需求。蛋白质工程是在基因工程的基础蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的上，延伸出来的第二代基因工程第二代基因工程。第19页，本讲稿共26页 某多肽链的一段氨基酸序列是：某多肽链的一段氨基酸序列是：丙氨酸丙氨酸色氨酸色氨酸赖氨酸赖氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸苯丙苯丙氨酸氨酸 讨论：讨论：1怎样得出决定这一段肽链的脱氧核怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列苷酸序列?请把相应的碱基序列写出来。请把相应的碱基序列写出来。2确定目的基因的碱基序列后，怎样确定目的基因的碱基序列后，怎样才能合成或改造目的基因才能合成或改造目的基因(DNA)?第20页，本讲稿共26页蛋白质工程的进展与前景蛋白质工程的进展与前景n n蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，蛋白质工程目前的现状：成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正主要是因为蛋白质发挥其功能需要依赖于正确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白确的空间结构，而科学家目前对大多数蛋白质的空间结构了解很少。质的空间结构了解很少。蛋白质工程与基因工程相比蛋白质工程与基因工程相比,合成的蛋白质合成的蛋白质有何特点有何特点?第21页，本讲稿共26页鼠源杂交瘤抗体鼠源杂交瘤抗体鼠鼠-人嵌合抗体人嵌合抗体导致机体导致机体高度过敏高度过敏副作用副作用明显减小明显减小2、生物工程制药、生物工程制药第22页，本讲稿共26页蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 第23页，本讲稿共26页蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 第24页，本讲稿共26页胰岛素的三级结构胰岛素的三级结构第25页，本讲稿共26页血红蛋白质的四级结构血红蛋白质的四级结构 第26页，本讲稿共26页