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容易吸收噬菌体DNA。1972年S. Cohen发现这种处理过的细菌同 样能吸收质粒DNA
五.琼脂糖凝胶电泳和southern转移杂交技术
1960s发明了琼脂糖凝胶电泳,可将不同长度的DNA分 离开;DNA印迹技术由Southern于1975创建,称为Southern 印迹技术
第三节 基因工程发展史上的某些重要事件
一.基因工程的诞生
1. Berg的开创性实验
1972年斯坦福大学的Paul Berg小组完成了首次体外重 组实验:将SV40的DNA片断与噬菌体的DNA片断连 接起来(用DNA末端转移酶,而非限制性内切酶)。
2. Boyer-Cohen实验
1973年斯坦福大学的S. Cohen小组将含有卡那霉素抗性基因的 大肠杆菌R6-5质粒与含有四环素抗性基因的另一种大肠杆菌质 粒pSC101连接成重组质粒,具有双重抗药性。
第一章 绪 论
第一节 基因工程诞生的理论基础
一.确定了遗传信息的携带者是DNA而不是蛋 白质。明确了遗传的物质基础问题
1. 肺炎双球菌转化实验
1944年 Avery,确定了基因的分子载体是 DNA,而不是蛋白质。
2. 噬菌体转染实验
1952年Alfred Hershy和Marsha Chase进一 步证明遗传物质是DNA
1958年Crick又提出了遗传信息传递的“中心法则”
1964年Marshall Nirenberg和Gobind Khorana等 终于破译了64个遗传密码
F.Jacob和J.Monod在1961年提出了操纵子学说
第二节 基因工程诞生的技术基础 一. DNA分子的体外切割与连接 1.限制性内切酶(restriction enzymes)
Werner Arber 理论预见限制酶 1968年H.O. Smith等分离出第一种限制性核酸内切酶 Daniel Nathans 用限制酶切得SV40 DNA片断 3人于1978年获得Nobel生理或医学奖 2. DNA连接酶(ligase) 一. 1967年5个实验室几乎同时发现了DNA连接酶
后来又把非洲爪蟾核糖体基因片断同pSC101质粒重组,转化大 肠杆菌,并在菌体内成功转录出相应的mRNA。这是第一次成 功的基因克隆实验。
Boyer-Cohen实验
Stanley Cohen
Herb Boyer
1986 Nobel生理或医学奖
二.基因工程的定义和特征
1. 定义
在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子,构建 遗传物质的新组合,并使之渗入到原先没有这类分子的寄 生细胞内,而能持续稳定地繁殖
1869年,F.Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离到DNA
1944年,O.T.Avery等人在肺炎链球菌转化实验中发现遗传 信息的携带者是DNA,而不是蛋白质
1952年, A.D. Hershey和M.Chase 再次证明T2噬菌体的 遗传物质是DNA
1953年,J.D.Watson和F.H.C.Crick 提出双螺旋结构模型
3.基因工程(gene engineering)相关的概念: 基因操作(gene manipulation), 重组DNA技术(recombinant DNA technique), 基因克隆(gene cloning), 分子克隆(molecular cloning)
4. Clone(名词):是指从一个共同祖先无性繁殖下来的一 群遗传上同一的DNA分子细胞或个体所组成的特殊的生 命群体
在体外对不同生物的遗传物质(基因)进行剪切、重组、 连接,然后插入到载体分子中(细菌质粒、病毒或噬菌体 DNA),转入微生物、植物或动物细胞内进行无性繁殖, 并表达出基因产物
2.特征 (1)按照人们的主观愿望进行设计 (2)跨越物种屏障
外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖 (3)无性扩增
外源DNA在寄主细胞内可大量扩增,和高水平表达
1982年,第一个由基因工程菌生产的药物:胰岛素 1983年,第一个转基因植物培育成功 1986年,基因工程生物在控制的情况下,实验性地释放到环境 中 1988年,开始人类基因计划 1994年,基因工程西红柿在美国上市 2000年,人和拟南芥测序完成 2006年, 水稻基因组测序完成
第四节 基因工程的定义及其主要的研究内容
1958年, Meselson米西尔森和Stanl斯坦尔提出了DNA半 保留复制模型
1961年,马太(Matthaei)和尼伦伯格(Nirenberg)破译了第 一批密码子, F.Jacob和J.Monod提出了操纵子模型
1962年,Arber等人发现限制性内切酶 1968年, Smith和wilcox在流感嗜血杆菌中分离并纯化了限制 性内切酶Hind III 1967-1968年,发现了DNA连接酶,建立了DNA序列分析方法 1972年,得到了第一个重组的DNA分子 1973年,完成了第一个细菌基因的克隆 1974年,首次实现了异源真核生物的基因在大肠杆菌中的转化 1978年,用大肠杆菌表达人工合成的人脑激素和人胰岛素 1981年,成功获得了第一个转基因小鼠,培育出转基因果蝇
二.揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制 机理,解决了基因的自我复制和传递的问题。
1953年James D. Watson和Francis H. C. Crick揭 示了DNA分子的双螺旋结构和半保留复制机制。
三.提出了“中心法则”和操纵子学说,并成功地破译 了遗传密码,从而阐明了遗传信息的流向和表达问题
二. DNA分子的核苷酸序列分析 1975年F. Sanger、A. Maxam和W. Gilbert发明了DNA快速测
序技术, 1980年Nobel化学奖
三.载体的构建 1972年前后使用小分子量的细菌质粒和噬菌体作载体。在
细菌细胞里的大量扩增
四.转化技术 1970年M. Mandel和A. Higa发现经过氯化钙处理的大肠杆菌
Clone(动词):是产生一个遗传上同一的DNA分子细胞 或个体所组成从复杂的生物基因组中,经过酶切消化或PCR扩增等步 骤,分离出带有目的基因的DNA片断
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