現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題-全文預(yù)覽
【正文】 合各變異體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出改造水蛭素主要變異體 HV2的設(shè)計(jì)方案，將 47位的 Asn（天冬酰胺）變成 Lys（賴(lài)氨酸），使其與分子內(nèi)第 4或第 5位 Thr（蘇氨酸）間形成氫鍵來(lái)幫助水蛭素 N端肽段的正確取向，從而提高凝血效率，試管試驗(yàn)活性提高 4倍，在動(dòng)物模型上檢驗(yàn)抗血栓形成的效果，提高 20倍。 蛋白質(zhì)的改造通常需要先經(jīng)周密的分子設(shè)計(jì)，然后依賴(lài)基因工程獲得突變型蛋白質(zhì)，以檢驗(yàn)其是否達(dá)到了預(yù)期的效果。 蛋白質(zhì)作為生物大分子是生物化學(xué)和分子生物學(xué)的研究重點(diǎn)，大量蛋白質(zhì)被分離純化，測(cè)定了它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物學(xué)作用。 ? 蛋白質(zhì)工程就是在對(duì)蛋白質(zhì)的化學(xué) 、 晶體學(xué) 、動(dòng)力學(xué)等結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上 ， 對(duì)蛋白質(zhì)人工改造與合成 ， 最終獲得商業(yè)化的產(chǎn)品 。將人的干擾素的 cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為 106 U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的 β干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)很快變性失活。然而在廣泛利用自然界各種蛋白質(zhì)的過(guò)程中就發(fā)現(xiàn)，這些蛋白質(zhì)只是適應(yīng)生物自身的需要，而對(duì)它們進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)往往不合意，需要加以改造。 假如某位心臟病人換上了經(jīng)過(guò)改造的豬的心臟，在生活中他會(huì)遭到歧視嗎？ 這些藥物包括細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素。 用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度 將外源生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)可以使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生長(zhǎng)得更快。 將抗除草劑基因?qū)氪蠖埂⒂衩椎茸魑?，噴灑除草劑時(shí)，殺死田間雜草而不損傷作物。 一、轉(zhuǎn)基因植物 抗病轉(zhuǎn)基因植物 引起植物生病的微生物稱(chēng)為病原微生物，主要有病毒、真菌和細(xì)菌等。 將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞 三、轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞 四、篩選出獲得目的基因的受體細(xì)胞 是檢查基因工程是否成功的一步 （一）首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體 上的 DNA上是否插入了目的基因 檢測(cè)方法是 采用 DNA分子雜交技術(shù) DNA— DNA （二）其次，還需要檢測(cè)目的基因是 否轉(zhuǎn)錄出了 mRNA 這是檢測(cè)目的基因是否 發(fā)揮功能 的 第一步 檢測(cè)方法是 采用分子雜交技術(shù) DNA— mRNA —— 檢查是否成功 檢測(cè) — 鑒定 —— ①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的 DNA 上是否插入了目的基因 ②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了 mRNA ③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等 方法 —— 方法 —— 方法 —— DNA分子雜交 分子雜交 （注意與上不同之處） 抗原抗體雜交 四、篩選出獲得目的基因的受體細(xì)胞 DNA分子雜交示意圖 采用一定的技術(shù)手段，將兩種生物的 DNA分子的單鏈放在一起，如果這兩個(gè)單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列，那么，互補(bǔ)的堿基序列就會(huì)結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒(méi)有互補(bǔ)堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈。 ：能轉(zhuǎn)錄相應(yīng)的信使 RNA，能 編碼蛋白質(zhì) 編碼區(qū) 非編碼區(qū) 原核細(xì)胞的 基因結(jié)構(gòu) ②有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核 苷酸序列，在該序列中， 最重要的是位于編碼區(qū)上 游的 RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。 二、制備重組 DNA分子 —— 核心 ______處， 再加入適量 ___________，形成了一個(gè)重組 DNA分子（重組質(zhì)粒） 限制性核酸內(nèi)切酶 黏性末端 同一種限制性核酸內(nèi)切酶 的黏性末端 切口 DNA連接酶 相同 質(zhì)粒 DNA分子 限制酶處理 一個(gè)切口 兩個(gè)黏性末端 兩個(gè)切口 獲得目的基因 DNA連接酶 重組 DNA分子（重組質(zhì)粒） 同一種 : 二、制備重組 DNA分子 復(fù)制原點(diǎn) +目的基因 +啟動(dòng)子 +終止子 +標(biāo)記基因 它們有什么作用？ 二、制備重組 DNA分子 補(bǔ)：原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu) 非編碼區(qū) 非編碼區(qū) 編碼區(qū) 編碼區(qū)上游 編碼區(qū)下游 與 RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn) 啟動(dòng)子 終止子 RNA聚合酶能夠識(shí)別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn)，并與其結(jié)合。 c、延伸 （ 72℃ ）：在 Taq酶的作用下，從引物 的 5′ 端 →3′ 端 延伸，合成與模板互補(bǔ) 的 ________。 其他載體 噬菌體、動(dòng)植物病毒 在基因工程操作中，真正被用作載體的質(zhì)粒，都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)人工改造的。 三、基因進(jìn)入受體細(xì)胞的 載體 —— “分子運(yùn)輸車(chē)” 通常以質(zhì)粒作為載體 質(zhì)粒 —— 細(xì)菌細(xì)胞中一種很小的環(huán)狀 DNA分子。 G A A T T C C T T A A G 即脫氧核糖、磷酸基之間的連接 G P A P 分類(lèi) DNA連接酶 —— 只能將雙鏈 DNA片段互補(bǔ)的 黏性末端之間連接起來(lái)， 不能將雙鏈 DNA平末端之間進(jìn)行連接 T4 DNA連接酶 —— 既可將雙鏈 DNA片段互補(bǔ)的 黏性末端之間連接起來(lái)， 也能將雙鏈 DNA平末端之間進(jìn)行連接，但連接平末端的效率比較低 尋根問(wèn)底 ： DNA連接酶和 DNA聚合酶是一回事嗎？為什么？ 不是。 尋根問(wèn)底 ： 根據(jù)你掌握的知識(shí)，你能推測(cè)這類(lèi)酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？ 原核生物容易受到自然界外源 DNA的入侵，但是生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。科學(xué)界把這一年定為“基因工程元年” 基因工程的概念：書(shū) P8 金榜 基因工程的發(fā)展 經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)時(shí)期？ 基因工程是如何曲折發(fā)展的？ 1974～ 1976： 1977： 1978～ 1980： 1982： 基因工程的工具 ? 分子手術(shù)刀： ? 分子縫合針： ? 分子運(yùn)輸車(chē)： 一、限制性核酸內(nèi)切酶 —— “分子手術(shù)刀” 來(lái)源 —— 主要是從 原核生物中 分離純化而來(lái) （流感嗜血桿菌）
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