第3节_基因工程与转基因生物

第3节基因工程与转基因生物转基因食品转基因食品河南省新乡县转基因抗虫棉实验田一、基因工程我国具有自主知识产权的抗虫棉的培育程序：将重组DNA导入选育棉花细胞内使抗虫基因在该棉花细胞中表达从具有抗虫性状的细菌DNA分子中获取抗虫基因将抗虫基因与运载体拼接成为重组DNA需要三种工具：◆切割DNA◆连接DNA和运载体◆运载体1、切割DNA的工具——限制性核酸内切酶就是当异源DNA分子渗入细胞后，要遭到它的切割破坏◆专一性——能识别双链DNA分子的某些特定脱氧核苷酸序列，并且切断其中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的键。如：特点：限制酶EcoRⅠ识别的碱基序列GAATTCCTTAAG限制酶HindⅢ识别的碱基序列AAGCTTTTCGAA◆限制异原DNA的入侵并使之失去活力，对自身的DNA无损害作用。◆限制酶可以产生黏性末端——即在切割时，DNA双链不在同一处断开，因而产生的片段都带有数个碱基的尾巴。如：GAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGAATTCGGCTTAA黏性末端黏性末端切下的DNA片段2、DNA连接酶广泛存在于：细菌、噬菌体、酵母菌、植物和动物细胞内。作用：将断裂的DNA黏性末端连接起来——DNA连接酶2、化学浆糊运载体3、分子运输车（2）条件能在宿主细胞内自我复制并稳定地保存（1）作用在宿主细胞大量复制目的基因将目的基因运送到宿主细胞中具有多个限制酶切点具有标记基因双链闭环DNA分子能自我复制带抗性基因质粒（3）最常用导入的生物细胞，即能接纳重组DNA的活细胞。人们为了得到其表达产物而把它转入到新的生物体中去的基因。目的基因受体细胞二、基因工程的基本过程四个步骤：◆获取目的基因◆目的基因与运载体重组◆重组DNA分子导入受体细胞◆筛选含目的基因的受体细胞◆获取目的基因目的基因——是人们为了得到其表达产物而把它转入到新的生物体中去的基因从生物体细胞中分离通过化学方法人工合成获得目的基因的方法步骤基因定位（确定目的基因在DNA上的位子）用限制酶从DNA分子中切取mRNADNA方法逆转录酶◆目的基因与运载体重组◆筛选含目的基因的受体细胞用与切取目的基因相同的限制酶将质粒切开，然后在DNA连接酶的作用下，使目的基因与质粒组合，形成重组质粒。（重组DNA）◆重组DNA分子导入受体细胞●质粒DNA分子上通常有特殊的遗传标记基因，所以重组质粒也具有遗传标记基因（如抗生素抗性基因，也可以在质粒上人工重组抗性基因）。●受体细胞获得重组质粒的同时也获得了抗性基因，所以受体细胞能在含有抗生素的培养基中生长，未成功导入重组质粒的受体细胞无法在含有抗生素的培养基中生长而死亡。三、转基因技术的应用◆微生物基因工程特点：操作较为容易，研制周期比较短，通过发酵大量生产。成果：药用蛋白质的规模化生产。如：结构简单繁殖迅速治疗：胰岛素依赖性糖尿病——人胰岛素急性胰腺炎、糖尿病和肢端肥大症——人脑激素（人生长激素释放抑制因子）肺气肿——αⅠ抗胰蛋白酶不排卵症——绒毛膜促性腺素恶性肿瘤——白细胞介素溶血栓——组织型纤溶酶原吉活剂抗肿瘤——肿瘤坏死因子助产——松弛素◆植物基因工程成果：培育出抗性植物，如；我国的转基因抗虫棉。全世界有近200种转基因植物，我国有抗病毒烟草、耐储存转基因番茄正在研究将预防乙型肝炎、龋齿等疾病的疫苗基因转入植物，来培育植物疫苗，以期通过食物获得疫苗接种。◆动物基因工程特点：●以受精卵作为受体细胞●用显微注射的方法将目的基因导入受精卵●使受精卵发育成转基因动物♂♀×成果：●巨型小鼠（内含外源生长激素基因）●●可以培育生产人源性蛋白质药物的动物（既动物基因工程培育的乳腺生物反应器）四、转基因生物产品的安全性（一）食品安全（二）环境安全