1.3基因工程的应用课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.3,基因工程的应用,基因工程的实际应用领域有：,农牧业、工业、环境、能源、医学卫生等,应用生物：植物、动物、微生物,一,、植物基因工程,转基因工程技术主要用于提高农作物的,抗逆能力,以及,改良农作物的品质,和利用植物,生产药物,等方面。,1,、抗虫转基因植物,2,、抗病转基因植物,3,、抗逆转基因植物,4,、利用转基因改良植物的品质,1.,植物基因工程硕果累累,抗虫转基因植物,抗虫基因有哪些？取得哪些成果？,抗病转基因植物,引起植物生病的病原微生物有哪些？抗病毒基因有哪些？抗真菌基因有哪些？取得哪些成果？,抗逆转基因植物,举例说明这方面取得哪些成果？,利用转基因改良农作物品质,举例说明这方面取得哪些成果？,1.,植物基因工程硕果累累,抗虫转基因植物,方法：,目的基因：,从某些生物中分离出具有,杀虫活性,的基因，将其导入作物中，使其具有抗虫性,Bt,毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等,成果：,转基因抗虫棉；转基因抗虫水稻等。,目的基因：,病毒外壳蛋白基因（,CP,基因）,病毒的复制酶基因,成果：,抗烟草花叶病毒的转基因烟草,抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。,1.,植物基因工程硕果累累,抗病转基因植物,抗病毒基因：,几丁质酶基因,抗毒素合成基因,抗真菌基因：,引起植物生病的病原微生物有：病毒、真菌和细菌,1.,植物基因工程硕果累累,抗逆转基因植物,成果：,A.,利用,调节细胞渗透压的基因,，提高作物抗旱和抗盐碱能力；,B.,将,鱼的抗冻蛋白基因,转入番茄，提高番茄的抗冻能力。,C.,将,抗除草剂基因,导入农作物中，在喷洒除草剂时，杀死杂草而不杀死农作物。,1.,植物基因工程硕果累累,利用转基因改良农作物品质,成果：,A.,将,富含赖氨酸的蛋白质的编码基因,导入玉米，获得的转基因玉米赖氨酸含量提高,30,。,B.,将,控制番茄成熟的基因,带入番茄，获得转基因延熟番茄，储存期可以达,2,个月。,C.,将与,植物花青素有关的基因,导入矮牵牛中，转基因矮牵牛出现颜色变异。,2.,动物基因工程前景广阔,用于提高动物生长速度,目的基因？举例说明,用于改善畜产品品质,举例说明,用转基因动物生产药物,如何操作？生产出哪些药物？,用转基因动物做器官移植的供体,如何操作？,为什么乳腺能成为基因药物最理想的表达场所呢？,乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，,不会影响,转基因动物本身的生理代谢反应。,从乳汁中获取目的基因产物，,产量高,，,易提纯,，表达的蛋白质已经过充分的,修饰加工,，具有稳定的生物活性。,从乳汁中,源源不断,获得目的基因的产物的同时，转基因动物又可无限繁殖。,2.,动物基因工程前景广阔,药用蛋白基因,用转基因动物生产药物,目的基因：,过程：,获取目的基因,（药用蛋白基因）,构建基因表达载体,（药用蛋白基因与,乳腺蛋白,基因启动子等调控组件重组）,显微注射,（哺乳动物受精卵中,）,形成胚胎,将胚胎送入母体动物,发育成转基因动物,（只有在产下的雌性动物个体中，转入的基因才能表达）,动物进入泌乳期,（分泌的乳汁中包含所需要的药物）,2.,动物基因工程前景广阔,用转基因动物做器官移植的供体,供体动物：,猪,存在难题：,解决方法：,将供体基因组导入某种基因调节因子，以,抑制抗原决定基因的表达,，,或设法除去抗原决定基因，,再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,免疫排斥,（,T,细胞）,一般临床上使用的胰岛素主要从,猪、牛等家畜的胰腺,中提取，每,100kg,胰腺只能提取,45g,胰岛素。用该方法生产的胰岛素,产量低，价格昂贵，远不能满足社会需要,。,1979,年，科学家将动物体内的,胰岛素基因与大肠杆菌,DNA,分子重组,，并在大肠杆菌内实现了表达。,1982,年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素投入市场，售价降低了,30%50%,。,胰岛素是第一个基因工程药物。,基因工程药品,胰岛素,3.,基因工程药物异军突起,干扰素是,病毒侵入细胞后产生,的一种,糖蛋白,。几乎能,抵抗所有,病毒引起的,感染,，是一种,抗病毒的特效药,。此外对治疗某些,癌症和白血病,也有一定疗效。,传统的干扰素生产方法是从人血液中的,白细胞内提取,，每,300L,血液只能提取出,1mg,干扰素。,19801982,年，科学家用基因工程方法在,大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素,，是传统的生产量的,12,万倍。,1987,年上述干扰素大量投放市场。,基因工程药品,干扰素,3.,基因工程药物异军突起,16,4.,基因治疗曙光初照,基因治疗：,基因治疗是把,正常基因,导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。这是治疗,遗传病,的最有效的手段。,载体,治疗基因,受体细胞,重组受体细胞,患者,体内,导入,形成,体外培养后导入,直接导入,体,外,基因治疗,体,内,基因治疗,4.,基因治疗曙光初照,体外基因治疗,例如：,复合型免疫缺陷症的体外治疗,直接,原因：,缺乏腺苷酸脱氨酶（,ADA,）,根本,原因：,腺苷酸脱氨酶（,ADA,）基因缺失,方 法,：,将,ADA,基因转入患者的淋巴细胞,4.,基因治疗曙光初照,体内基因治疗,：,例如：,CFTR,基因缺失,3,个,碱基对,CFTR,蛋白缺少一个苯丙氨酸，导致,CFTR,蛋白结构异常,CFTR,蛋白转运氯离子的功能异常,患者支气管内黏液增多,黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染,囊性纤维病,直接向人体细胞中转移基因,4.,基因治疗曙光初照,治疗方法：,利用修饰的,腺病毒,作为载体，将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者的肺部组织中。,体内基因治疗：,直接向人体细胞中转移基因,基因诊断：,也称为,DNA,诊断,或,基因探针技术,，即在,DNA,水平分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。,探针制备：,放射性同位素,(,如,32,P),、,荧光分子,等标记的,DNA,分子；,原 理：,利用,DNA,分子杂交原理,；,四、基因治疗曙光初照,基因探针：,基因探针就是一段与目的基因或,DNA,互补的,特异核苷酸序列,。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是,DNA,本身，也可以是由之转录而来的,RNA,。,DNA,分子杂交原理：,DNA,分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是：,互补的,DNA,单链,能够在一定条件下,结合成双链,，即能够进行杂交。这种结合是,特异,的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段,已知基因的核苷酸序列作为探针,，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明被测基因中含有已知的基因序列。,基因诊断技术在什么方面发展迅速？,在,诊断遗传性疾病,方面发展迅速。目前已经可以对几十种遗传病进行,产前诊断,。,举例,珠蛋白的DNA探针 镰刀状细胞贫血症,苯丙氨酸羧化酶基因,探针 苯丙酮尿症,白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针 白血病,