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治疗侏儒 症的唯一 方法：向 患者注射 生长激素

侏儒症 现在利用基因工程方法：将人 的生长激素基因导入大肠杆 菌中，使其生产生长激素。人 们从 450 L大肠杆菌培养液中 加拿大袖珍女童肯娜迪(4 提取的生长激素，相当于6万 岁，66厘米高)就像父亲手 具尸体的全部产量。 中的“玩具洋娃娃”。

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450L大肠杆菌培养液提取的生长 激素相当于6万具尸体的全部产量解剖提取法 基因工程法 几十万 最多半个月

耗财 6万X8千=4.8亿耗时 至少一年

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第十六章

基因工程及其在医学中的应用

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第一节

基因工程

一.基因工程的概念(genetic engineering) 是指利用重组DNA技术 将目的基因和载体重组， 再导入受体细胞内进行扩 增和表达的过程。

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二、 基因工程操作中常用的工具(一)工具酶重组DNA技术中常用的工具酶 限制性核酸内切酶

DNA聚合酶Ⅰ 逆转录酶

DNA连接酶 碱性磷酸酶 末端转移酶 Taq DNA聚合酶

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限制性核酸内切酶 (restriction endonuclease) 定义:是一类能识别DNA的特异序列, 并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。Bam HⅠGGATCC CCTAGG G + GATCC CCTAG G

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Ⅱ型限制酶识别序列特点—回文结构GGATCC CCTAGG 一般识别双链DNA的4~8个核苷酸顺序， 其中以6个核苷酸顺序最为常见。

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HindⅡ

Bam HⅠ

GTCGAC CAGCTG

GGATCC CCTAGG

GTC GAC CAG + CTG

G + GATCC G CCTAG

平端切口

粘端切口

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(二)目的基因(target gene) 定义：

指基因工程研究中，感兴趣的基因或DNA。 例如：控 制 智 商 的 基 因 控 制 胖 瘦 的 基 因

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(三)基因载体

1.定 义：是携带目的DNA片段进入受体细胞进行扩增 和表达的工具。 2.分 类： (1)克隆载体: 使插入的外源DNA序列被扩增而特意设计的载体。 (2)表达载体:

使插入的外源DNA序列转录翻译成多肽链的载体。

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常用载体：细菌质粒、噬菌体、黏粒、病 毒、酵母人工染色体、细菌人工染色体等质粒 (plasmid) 特点

存在于细菌等细胞质中

双链环状DNA分子大约 1-200 Kb

具有自主复制和转录能力不能独立存活 在子细胞中保持恒定的 拷贝数并表达其遗传信息

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特点： 多克隆位点 筛选标记

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三、基因工程的操作过程基本过程 目的基因的获取 克隆(或表达)载体的选择和构建 重组DNA分子 导入宿主细胞 克隆基因的表达 和表达产物纯化

目的基因与载体的连接

重组体的筛选与鉴定

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以 质 粒 为 载 体 的 DNA 克 隆 过 程

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(一)目的基因的获取1. 化学合成法 2.基因组DNA文库(genomic DNA library)

3. cDNA文库(cDNA library)4. 聚合酶链反应(PCR)

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化学人工合成1)已知目的基因的核苷酸序列

2)已知目的基因表达产物的氨基酸序列

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基因组 DNA文库

cDNA文库

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(二)克隆载体的选择和构建

目的不同，操作基因的性质不同，载体的选择和构建方法也不同。 (三)外源基因与载体的连接 1. 粘性末端连接

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GGATCC CCTAGG G CCTAG 目的基因用 Bam HⅠ切割G CCTAG G CCTAG

Bam HⅠ切割反应

GATCC G 载体DNA用Bam HⅠ切割

+

GATCC G GATCC G

T4 DNA连接酶 15º CGGATCC CCTAGG GGATCC CCTAGGGGATCC CCTAGG GGATCC CCTAGG

GGATCC CCTAGG GGATCC CCTAGG

目的基因自连

重组体

载体自连

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2. 平端连接适用于：限制性内切酶切割产生的平端 粘端补齐或切平形成的平端

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(四)重组DNA导入宿主细胞转化、转染、感染是将重组DNA导入到宿主 细胞的过程，宿主细胞的形状发生改变，重

组DNA得以复制、扩增。

转化、转染和感染的区别导入种类 转化 转染 载体 质粒 噬菌体或病毒 宿主 细菌 真核细胞

感染

噬菌体

细菌