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微生物与基因工程备课讲稿

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微生物与基因工程

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第十章 微生物与基因工程

基因工程(genetic engineering)或重组DNA技术(recombinant DNA technology) 是指对遗传信息的分子操作和施工,即把分离到的或合成的基因经过改造,插入载体中,导入宿主细胞内,使其扩增和表达,从而获得大量基因产物,或者令生物表现出新的性状。基因工程这个术语可以用来表示特定基因操作,也可泛指它所涉及的技术系统,其核心是构建重组体DNA的技术。因此,基因工程和重组DNA技术有时也就成为同义词。

基因工程是在现代生物学、化学和化学工程学以及其他数理科学的基础上产生和发展起来的,并有赖于微生物学的理论和技术的发展和运用,微生物在基因工程的兴起和发展过程中起着不可替代的作用。基因工程的出现是本世纪生物科学具有划时代意义的巨大事件,它使得生物科学获得迅猛发展,并带动了生物技术产业的兴起。它的出现标志着人类已经能够按照自己意愿进行各种基因操作,大规模生产基因产物,并且去设计和创建新的基因、新的蛋白质和新的生物物种,这也是当今新技术革命的重要组成部分。

第一节 基因工程概述

一、基因工程的发展历史

基因工程是在本世纪70年代初开始出现的。三项关键技术的建立为基因工程奠定了基础,这三项技术是:DNA的特异切割、DNA的分子克隆和DNA的快速测序。

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早在50年代,阿尔伯(Arber)的实验室就已发现大肠杆菌能够限制侵染的噬菌体,60年代末进而证明大肠杆菌细胞内存在修饰–限制系统,即给宿主自身DNA打上甲基化标记并切割入侵的噬菌体DNA。1970年史密斯(Smith)等人从流感嗜血杆菌(Hemophilus influenzae)中分离出特异切割DNA的限制酶。次年,内森斯(Nathans)等人用该酶切割猴病毒SV40 DNA,最先绘制出DNA的限制图谱(restriction map)。1973年史密斯和内森斯提出修饰–限制酶的命名法。限制性核酸内切酶可用以在特定位点切割DNA,限制酶的发现使分离基因成为可能。为表彰上述科学家在发现和使用限制酶中的功绩,1978年的诺贝尔医学奖被授予阿尔伯、内森斯和史密斯。

1973年,科恩(Cohen)和博耶(Boyer)等将pSC101质粒作为载体与R质粒的四环素和卡那霉素的抗性基因相融合,并将重组体DNA转化大肠杆菌,首次实现了DNA的分子克隆。

1975年桑格(Sanger)实验室建立了酶法快速测定DNA序列的技术。1977年吉尔伯特(Gilbert)实验室又建立了化学测定DNA序列的技术。分子克隆和测序方法的建立,使重组DNA技术系统得以产生。1980年诺贝尔化学奖被授予伯格、吉尔伯特和桑格,以肯定他们在发展DNA重组与测序技术中的贡献。

1977年板仓(Itakura)和博耶用人工合成的生长激素释放抑制素(Somatostatin, SMT)基因构建表达载体,并在大肠杆菌细胞内表达成功,得到第一个基因工程的产品。1982年,在__________________________________________________

微生物与基因工程备课讲稿

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