【正文】 基因診斷是用放射性同位素 (如 32P)、熒光分子等標(biāo)記的 DNA分子做探針 ,利用 DNA分子雜交原理 ,鑒 定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息 ,達(dá)到檢測(cè)疾病的目的 。 對(duì)位訓(xùn)練 ，將蘇云金芽孢桿 菌的抗蟲(chóng)基因?qū)朊藁?xì)胞并成功表達(dá)，培育出 了抗蟲(chóng)棉。由 酶制劑的生產(chǎn) 和 應(yīng)用 兩方面組成的。 蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 項(xiàng)目 蛋白質(zhì)工程 基因工程 區(qū)別 過(guò)程 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 → 設(shè)計(jì)預(yù)期的 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) → 推測(cè)應(yīng)有的氨基 酸序列 → 推測(cè)相對(duì)應(yīng)的脫氧核 苷酸序列 → 合成 DNA→ 表達(dá)出 蛋白質(zhì) 獲取目的基因 → 構(gòu)建 基因表達(dá)載體 → 將目 的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 → 目的基因的檢測(cè)與 鑒定 實(shí)質(zhì) 定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì) 定向改造生物的遺傳特性 ,以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品 結(jié)果 生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì) 一般是生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì) 聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上 ,延伸出來(lái)的第二代基因工程。 16種 確定目的基因的堿基序列后，就可以根據(jù)人類的需要改 造它，通過(guò)人工合成的方法或從基因庫(kù)中獲取。 ? （ 2）對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。它的科學(xué)目標(biāo)是揭示并確認(rèn)肝臟的蛋白質(zhì)，為重大肝病預(yù)防、診斷、治療和新藥研發(fā)的突破提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)。 ? ？它與蛋白質(zhì)工程有什么關(guān)系？我國(guó)科學(xué)家承擔(dān)了什么任務(wù)？ ? 提示：人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃是繼人類基因組計(jì)劃之后，生命科學(xué)乃至自然科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)重大的科學(xué)命題。 思維誤區(qū)提示： ? 不管目的基因?qū)胫参锛?xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞還是微生物細(xì)胞，都必須事先將目的基因與載體結(jié)合，這樣才能保證導(dǎo)入的目的基因穩(wěn)定地保存并復(fù)制和表達(dá)。 ⑤ 青霉素是青霉菌產(chǎn)生的 ,不是通過(guò)基因工程生 產(chǎn)的。 ,基本原理是 DNA分子雜交 ,檢測(cè)對(duì)象為 DNA,但必須是單鏈的 ,即將雙鏈 DNA打開(kāi)后才能檢測(cè) 提醒 ① 動(dòng)物基因工程主要為了改善畜產(chǎn)品的品 質(zhì) ,而不是為了產(chǎn)生體型巨大的個(gè)體。 植物凝集素為 糖蛋白 ,與腸 黏膜結(jié)合 ,影 響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的 吸 收 和 利 用 棉花、 水稻、 玉米 等 ① 抗蟲(chóng)但不抗病 毒、細(xì)菌、真菌 等 ②培育抗蟲(chóng)作物 優(yōu)點(diǎn)：減少環(huán)境 污染、降低生產(chǎn) 成本 ③不同抗蟲(chóng)基因 作用機(jī)理不同 ④ Bt毒蛋白基因 來(lái)自蘇云金芽孢 桿菌 3 基因工程的應(yīng)用 植物 基因 工程 常用 方法 : ① 農(nóng) 桿菌 轉(zhuǎn)化 法 ②基 因槍 法 ③花 粉管 通道 法 抗病轉(zhuǎn)基因植物 病毒外殼蛋白基因、病毒復(fù)制酶基因、 幾丁質(zhì)酶基因、抗 毒素合成基因 前兩種為抗 病毒作用 。兩 種抑制劑分別 抑制相應(yīng)酶活 性 ,影響消化 。大豆、玉米 (抗除 草劑 ) 抗逆指抵抗不 良環(huán)境的能力 , 如鹽堿、干 旱、低溫、澇 害等 轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì) ① 含必需氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因 ②控制番茄果實(shí) 成熟的基因 ③花青素代謝有關(guān)的基因 ① 控制合成 的蛋白質(zhì)含 必需氨基酸多 ②延遲番茄成熟 ③改變花瓣的顏色 玉米、番茄、矮牽 牛等 賴氨酸、亮氨酸等都屬于必需氨基酸 動(dòng)物基因 工程常用 方法：顯 微注射法 受體細(xì) 胞： 一般用受 精卵 提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度 生長(zhǎng)激素基因 促進(jìn)生長(zhǎng) ,提高生長(zhǎng)速度 鯉魚(yú) 注意：不能導(dǎo)入生長(zhǎng)素基因 改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 腸乳糖酶基因 將乳糖分 解 ,降低 牛奶中乳 糖的含量 奶牛 部分人對(duì)乳糖會(huì)發(fā)生過(guò)敏反應(yīng) 轉(zhuǎn)基因動(dòng) 物生產(chǎn)藥 物 (生物 反應(yīng)器或 乳房生物 反應(yīng)器 ) 藥用蛋白 基因 +乳 腺蛋白基 因 +啟動(dòng)子 分泌乳汁 來(lái)生產(chǎn)所 需要的藥 品 牛和山羊 已生產(chǎn)出的 藥品有抗凝 血酶、血清 蛋白、生長(zhǎng) 激素和 α— 抗胰蛋白酶 動(dòng)物基因 工程常用 方法：顯 微注射法 受體細(xì) 胞：一般用受精卵 轉(zhuǎn)基因動(dòng) 物作器官 移植的供 體 ① 某種調(diào)節(jié)因子 ②設(shè)法除去 抗原決定基 因 ① 抑制抗原決定基因的表達(dá) ②不能合成相應(yīng)抗原 豬 選擇豬的器官做人器官替代品的原因：①其內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人相似②體內(nèi)隱藏的致病基因少 基因工程藥品 控 制 藥 品 合成 的 相 應(yīng) 基因 ,如人的胰島 素 基 因、干擾素基因、乙肝疫苗基因等 生產(chǎn)合成相應(yīng)的藥品 ,如胰島 素、干擾素、乙肝疫苗等 微生物 , 如大腸桿菌、酶母菌等 選擇微生物作受體的原因： 繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì) 少 基因檢測(cè)和基因治療 基因檢測(cè) 制作相應(yīng)探針 ,利用 DNA分子雜交原理 ,快速、準(zhǔn)確檢測(cè)人類某種疾病 臨床應(yīng)用階段 基因治療 把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中 ,可分為體外基因治療和體內(nèi)基因治療兩種方法 僅處于實(shí)驗(yàn)階段 ,仍有許多問(wèn)題和困難制約該技術(shù)的開(kāi)展 ,所以該技術(shù)并未在臨床開(kāi)展 1. ：美國(guó)、阿根延、加拿大、中國(guó) 。 ④ Bt毒蛋白基因產(chǎn)生 Bt毒蛋白并無(wú)毒性 ,進(jìn)入昆蟲(chóng) 消化道被分解成多肽后產(chǎn)生毒性。所以有關(guān)這方面的考題一定會(huì)與基因工程的四個(gè)步驟相聯(lián)系，主要考察基因工程的基本操作。 或者 從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系出發(fā)，定向地 改造 天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)功能基因的修飾，也可以制造新型的蛋白質(zhì)。 ? “ 人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃 ” 是國(guó)際上第一個(gè)人類組織／器官的蛋白質(zhì)組計(jì)劃，由我國(guó)賀福初院士牽頭，這是中國(guó)科學(xué)家第一次領(lǐng)銜的重大國(guó)際科研協(xié)作計(jì)劃，總部設(shè)在北京，目前有 16個(gè)國(guó)家和地區(qū)的 80多個(gè)實(shí)驗(yàn)室報(bào)名參加。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳的。有多少種？ ? （ 2） 確定目的基因的堿基序列后，怎樣才能合成或改造目的基因（ DNA）？ mRNA序列為： GCU（或 C或 A或 G） UGGAAA（或 G） AUGUUU（或 C） 脫氧核苷酸序列： CGA（或 G或 T或 C） ACCTTT（或 C） TACAAA（或 G）。 ? 蛋白質(zhì)工程的誕生是有其理論與技術(shù)條件的，它是隨著 分子生物學(xué)、晶體學(xué) 以及 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而誕生的，與 基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué) 的發(fā)展等因素有關(guān) ? 現(xiàn)狀：成功的例子不多， 主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學(xué)家目前對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。 揭 示 基 因 表 達(dá) 的 機(jī) 理 ? 酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷和環(huán)境保護(hù)等方面