基因工程论文

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基因工程作文

基因工程作文

基因工程作文篇一《基因工程:一场微观世界的奇妙冒险》基因工程这事儿,听起来就特别高大上,但其实就像一场奇妙的微观世界冒险。

我有一次去参观科学博物馆,在那个基因工程的展区,真的是大开眼界。

那里摆着很多双螺旋结构的模型,一大一小的模型组合起来看起来就像神奇的魔法组合。

解说员给我们讲,这基因啊,就像藏着生命密码的小匣子。

你看那些五颜六色的小球和线条,仿佛是微观世界的建筑蓝图。

我就凑到跟前,眼睛瞪得大大的,想把那结构里的秘密都给看穿。

这基因工程呢,就像是一群超级小的建筑工人,拿着微观世界的工具,在基因这小匣子里修修改改。

比如说,科学家们想让一种植物能抗虫。

他们就跑到那植物的基因里去找密码,找到对应的基因片段,然后像换个零件似的,把抗虫的基因给装进去。

这就好像给植物穿上了一层铠甲,那些虫子咬啊咬,就只能灰溜溜地走了。

在博物馆的展示屏上,还放着转基因农作物的对比图。

没有改造基因的农作物,被虫子啃得千疮百孔,就像破了很多洞的布袋子。

而转基因的农作物呢,光滑饱满,精神得很。

就像一个瘦弱的孩子,通过特别的训练,变成了威猛的小战士。

而且这个基因工程不光在植物身上有这么神奇的效果,在动物身上也能搞出大动静。

我看到介绍说有人想用基因工程来治疗某些疾病。

就像给身体里坏掉的机器打补丁,把好的基因送到身体里,把病给赶跑。

那次博物馆之行就像一把钥匙,打开了我对基因工程好奇的大门。

我就像个懵懂的冒险家,才刚刚踏入这个微观世界的奇妙领地,这基因工程充满着无限的可能和惊喜。

篇二《基因工程:我家的基因工程小故事》基因工程其实离咱们的生活没有那么远,我就实实在在地感受过一回,是跟我家养的花有关。

我这人特别喜欢养些花花草草的,家里阳台上种满了。

可有一盆小兰花,就总是病恹恹的。

叶子发黄,花朵也不精神,总之看起来就是一副半死不活的样子。

我成天在它旁边转来转去,浇水施肥,可啥法子都不管用。

后来我一个学植物学的朋友来我家,他一看这花,就跟我说这小兰花可能是在抗虫方面先天不足,所以总是被虫子或者病菌给欺负。

作文《基因工程》

作文《基因工程》

基因工程篇一基因工程:我的基因里住着个吃货?要说基因工程,其实离咱们老百姓的生活还挺远,至少比隔壁老王家的狗子离咱们远。

不过,一想到这玩意儿能改基因,我就忍不住琢磨,我是不是能改改我的基因,让我少吃点?毕竟,我妈从小就说我基因里住着个吃货,这几年更是验证了这个说法。

就拿上周来说吧,我本来打算一周瘦五斤,结果呢?计划赶不上变化,变化赶不上我的食欲。

那天中午,单位食堂做了糖醋排骨,那香味儿,啧啧,隔着老远都能闻到,直往我鼻子里钻。

我本来想着就吃一小块,意思意思得了,谁知道,一筷子下去,就再也停不下来了。

那排骨,外酥里嫩,酸甜可口,简直是人间美味!我一口气吃了三大块,还偷偷夹了两块鸡腿,最后还喝了两碗米饭汤,那叫一个满足。

别说瘦五斤了,当天晚上体重蹭蹭往上涨,我直接放弃了减肥计划,躺床上默默地反思人生。

后来我越想越难受,这基因到底有多强大啊,居然能控制我的食欲!要是能用基因工程技术改改我的基因,让我对高热量食物没那么大的兴趣,那该多好啊!想想以后能轻松减肥,不用再为吃太多而自责,人生都变得轻松快乐了。

篇二基因工程:超级草莓和我的纠结基因工程这玩意儿,听着挺高大上的,但其实它就在我们身边。

比如,超市里那些又大又红的草莓,大部分都是基因改良的结果。

我前几天去超市买草莓,就特意挑了几个长得特别大的,回家一尝,哇塞,又甜又多汁,简直比小时候吃过的草莓好吃一百倍!但是,我心里又有点纠结。

这些超级草莓,长得这么好,产量这么高,是不是用了什么特殊的技术?会不会对人体有什么不好的影响?虽然超市里卖的草莓都经过了检测,但总觉得心里没底,毕竟基因这玩意儿,太神秘了。

那天晚上,我还在想这个问题,突然想起我一个在农业大学读研究生的表弟,他好像就在研究基因工程方面的课题。

我赶紧给他打电话,问了他好多问题,从超级草莓的培育过程,到基因工程的安全性,他都给我耐心讲解。

听完他的解释,我心里踏实了不少。

他告诉我,现在基因工程技术已经很成熟了,只要科学规范操作,安全性是有保障的。

生物类论文:基因工程的利与弊

生物类论文:基因工程的利与弊

基因工程的利与弊刘建20101103805内蒙古师范大学生命科学与技术学院生物科学(汉班)呼和浩特010022摘要基因工程对于人类的利弊一直是个争议的问题,主要是这项技术创造出原本自然界不存在的重组基因。

但它为医药界带来新希望,在农业上提高产量改良作物,也可对环境污染、能源危机提供解决之道,甚至可用在犯罪案件的侦查。

但它亦引起很大的忧虑与关切。

当此科技由严谨的实验室转移至大规模医药应用或商业生产时,我们如何评估它的安全性?此项技术是否可能因为人为失控,反而危害人类健康并破坏大自然生态平衡?关键词:基因工程转基因道德伦理正文生物学家早在一百多年前就知道,生物的表征遗传自其亲代。

生物细胞的细胞核,含有染色体,其组成分为DNA。

DNA含有四种碱基--腺嘌呤(adenine,),胸腺嘧啶(thymine,),胞嘧啶(cytosine,)和鸟嘌呤(guanine,(它们分别简称A、T、C、G)。

这些碱基在DNA 中看似杂乱无章,但它们的排列顺序,正代表遗传讯息。

每三个碱基代表一种胺基酸的密码。

基因就是这些遗传密码的组合,亦即代表蛋白质的胺基酸序列。

每个基因含有启动控制区,以调控基因的表达。

基因工程技术(基因工程是一项很精密的尖端生物技术。

可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中,甚至可把细菌、动植物的基因互换。

当某一基因进入另一种细胞,就会改变这个细胞的某种功能。

)在医药及农业上应用广泛。

这项尖端科技加上最近突破性的生殖科技,却引发人们极大的隐忧及争论。

观点:辨证地看待基因工程的利与弊基因工程对当今社会的发展功不可没。

一、基因工程是在对促进生物学的发展具有重要意义基因工程是在分子生物学、分子遗传学、微生物学、细胞工程等学科发展和研究成果的基础上诞生的,反过来也可促进现代生物学的发展。

生物界是通过长期的进化发展而来的,因而通过基因工程手段,不仅可以阐明生命发生的现象和规律,揭示重要基因功能以及重要性状形成的分子机制,还能模拟自然界生物进化历程,更进一步丰富和完善生物进化的理论,促进生物学研究的全面发展。

基因工程论文

基因工程论文

基因工程论文基因工程的概述和应用进展摘要:基因工程是一种利用转基因技术对生物体的基因进行改造和编辑的科学领域。

本论文旨在阐述基因工程的原理、方法和工具,并重点探讨其在农业、医学和环境领域的应用。

基因工程为人类提供了改良农作物、研发新药和解决环境问题的新途径,同时也引发了一系列伦理和安全问题。

本文将综述基因工程的优势和挑战,并对其未来发展进行展望。

一、引言基因工程作为一项新兴的科学技术,已经在农业、医学和环境领域取得了显著的进展。

通过改良生物体的基因,基因工程可以实现对生物体性状的控制和调整,为人类社会带来了巨大的潜力和机遇。

二、基因工程的原理和方法基因工程的核心在于对生物体的基因进行编辑和改造。

其中,基因克隆、基因转染和基因编辑是主要的基因工程技术。

基因克隆通过将感兴趣的基因序列插入到载体中,如质粒,然后将其导入宿主细胞中,实现对外源基因的操控。

基因转染则是将外源基因转入目标细胞或生物体中,以达到改变其性状的目的。

基因编辑则通过使用诸如CRISPR-Cas9等技术,直接改变生物体的基因序列,以实现对特定基因的编辑、删除或替换。

三、基因工程在农业领域的应用基因工程在农业领域的应用主要集中在农作物的改良上。

通过转基因技术,科学家们能够改良作物的抗病性、耐逆性和产量等性状,实现对农作物整体性状的优化和提升。

此外,基因工程还可以解决传统农业面临的问题,如除草剂抗性、杂草控制和育种加速等。

四、基因工程在医学领域的应用基因工程在医学领域的应用主要涉及基因治疗和新药开发。

通过改变人体细胞的基因序列,基因治疗可以治疗一些难治性疾病,如癌症和遗传性疾病。

同时,基因工程也为新药的开发提供了新的途径,通过对疾病相关基因的研究和操控,研发出针对特定疾病的靶向药物。

五、基因工程在环境领域的应用基因工程在环境领域的应用主要涉及生物修复和生物能源开发。

基因工程可以改造微生物,使其具备降解有害污染物的能力,从而用于生物修复。

此外,基因工程还可以改造植物和微生物,使其能够高效生产生物燃料,为可再生能源的开发做出贡献。

作文《基因工程的探索》

作文《基因工程的探索》

基因工程的探索篇一:基因工程的探索说基因工程,感觉挺高大上的,像科幻电影里才有的事儿。

其实吧,离咱们老百姓的生活,也没那么遥远。

就说我前段时间,我家的那盆绿萝,它居然……不绿了!原本那盆绿萝,是我妈从单位抱回来的,说是别人不要的,叶子蔫儿吧唧的,可怜巴巴的。

我妈是个心软的人,硬是给它修剪枝叶,换了盆,还天天唠叨着浇水施肥。

那绿萝还真争气,没几个月就生龙活虎了,叶子油亮油亮的,爬满了整个花架。

然后有一天,我发现其中几根藤,叶子是黄的,而且黄得不对劲,不是那种自然发黄,而是像……得了黄疸似的,那种病态的黄。

我寻思着是不是哪里不对劲,于是上网查了查,结果越查越懵。

什么缺铁、缺氮、病虫害……各种说法都有,弄得我一头雾水。

最后看到一个帖子,说什么可能是基因突变了,培育出了新品种。

我当时就想,我家的绿萝,它也开始玩基因工程了?是不是我妈浇水浇多了,把它的基因给激活了?这难道是新时代的花草培育方式?想想我妈天天对着它念叨的那些话,感觉它像是被催眠了一样,潜移默化地改变了自己的基因?!当然,这只是我自己的胡思乱想,科学解释肯定没这么离谱。

不过,这件事让我对基因工程有了更直观的感受,不再是那种高不可攀、遥不可及的东西了。

小小的绿萝都能发生基因变化,那更复杂的生物呢?想想都觉得神奇。

篇二:基因工程的探索我那盆绿萝的“基因突变”事件,让我对基因工程有了初步的了解,但还是很肤浅,毕竟只是我自己的瞎琢磨。

后来,我看了几部纪录片,这才算真正开了眼界。

纪录片里讲了很多基因工程的应用,比如改良农作物,提高产量和抗病性;还有治疗遗传疾病,让很多原本绝望的病人看到了希望;甚至还有克隆技术,虽然争议很大,但也展现了基因工程强大的潜力。

其中一个案例,我印象特别深刻。

讲的是一个患有某种罕见遗传病的小女孩,通过基因疗法,病情得到了显著改善,可以像其他孩子一样上学玩耍。

看到小女孩的笑容,我心里说不出的感动。

我想,这就是基因工程的魅力吧,它能改变命运,让人们拥有更美好的生活。

基因工程在观赏植物花色育种中的应用(专家论文)

基因工程在观赏植物花色育种中的应用(专家论文)

基因工程在观赏植物花色育种中的应用(专家论文)随着科技的发展,基因工程技术在植物育种中发挥着越来越重要的作用。

其中,基因工程技术在观赏植物花色育种中的应用,不仅可以为花卉产业带来新的技术突破,同时也能够满足人们对于观赏植物颜色的需求。

本文将从什么是基因工程、基因工程在植物育种中的应用、基因工程在观赏植物花色育种中的应用等方面进行探讨。

一、基因工程的概念和技术基因工程是通过对生物体基因的重组或改造来达到预期目的的一种技术。

该技术诞生于1970年代,是现代生物技术的重要组成部分。

基因工程技术有许多基本方法,例如在宿主细胞中利用质粒或病毒等载体将目的基因导入宿主细胞中,以达到修改宿主细胞基因或系统。

通过基因工程技术,可以改造生物体的性状,强化耐荫能力,改进品种增加产量等,对于农业、医疗健康等领域带来了重大的贡献。

二、基因工程在植物育种中的应用随着对植物生物学的深入研究,基因工程技术在植物育种中的应用也愈加广泛。

基因工程技术对植物育种所产生的积极影响主要体现在以下几个方面:1. 保护作物免遭病虫害的侵害。

基因工程技术可以通过将病虫害相关的基因改造成抵抗基因,从而改变作物本身的抗病抗虫性能;2. 优化果实品质。

基因工程技术可以促进果实发育和颜色变化,提高果实品质和口感;3. 改进目标植物的适应性。

基因工程技术可以为目标植物增加抵御环境压力的能力,提高适应严酷环境的能力;4. 通过改变花卉的色彩,改变其观赏价值。

基因工程技术可以改变花卉颜色,从而使花卉更加美观,并提高其观赏价值。

三、基因工程在观赏植物花色育种中的应用对于观赏植物来说,花色是一个非常重要的品质指标。

传统的育种方法主要依赖于人工授粉、选择等方式,而基因工程技术可以帮助人们更加精准地改变花卉的颜色,从而满足人们对于花卉色泽的不同需求。

具体来说,基因工程技术在观赏植物花色育种中的应用主要有以下几个方面:1. 改变花青素合成途径。

花青素是指一类能够产生蓝、紫色花朵的化合物。

基因工程论文五篇范文

基因工程论文五篇范文

基因工程论文五篇范文第一篇:基因工程论文基因工程科技又称基因拼接技术和DNA重组技术,以下是小编为大家准备的基因工程论文,希望对大家有帮助!基因工程论文:浅谈基因工程在农业生产中的应用摘要:基因工程在农业生产上已经被十分广泛地应用。

基因技术的突破,使科学家们得以传统育种专家难以想象的方式,改良动植物,大大提高了经济效益。

关键词:基因;应用基因在农业生产上的应用已经非常广泛,但其中的道理未必广为人知。

那么所谓基因到底是什么呢?它是控制生物性状的基本单位,记录着生物生殖繁衍的遗传信息。

并且通过修改基因能改变一个有机体的部分或全部特征。

它的作用主要是以转基因技术和基因克隆技为核心。

通过它们改良动植物的品种,从而大大提高经济效益。

那么下面我们就谈谈它们是怎样为人类服务的呢?一、转基因技术转基因技术就是按照人们预先设计的生物蓝图,把所需要的基因从一种生物的细胞提取出来,在体外进行“外科手术”,然后把所需要的基因导入另一种生物的细胞中,从而有目的地改造生物的遗传特性,创造出符合人类需要的新品种。

转基因技术能培养出多种快速生长的转基因鱼、转基因羊、产奶量高的转基因牛等,还能培育出抗旱、抗涝、抗盐碱、抗枯萎病和抗除草剂的转基因作物,还培育出抗虫作物,科学家将杀虫基因转入植物体内后,植物体内就能合成霉素蛋白,产生这种霉素蛋白基因的作物有烟草、马铃薯、番茄、棉花和水稻等,其中效益最大的是抗虫棉。

二、基因克隆技术“多莉的诞生”意味着人类可以利用动物的一个组织细胞,像翻录磁带或复印文件一样,大量生产出相同的生命体。

利用它可以拯救濒临灭迹的物种,或是复制一些优良品种等等。

然而在进一步细想克隆,却也着实让人深虑。

首先,若是无节制地“复制”某种物种,就会打破自然界的生态平衡,破坏优胜劣汰的自然法则,给自然界带来了混乱。

其次,从理论上说“克隆”哺乳动物的成功,即为“克隆”人类准备了前提条件,再经过技术的不断改善,毫无疑问,不久以后就能“克隆”出人。

范文:基因工程--遗传学概论论文

范文:基因工程--遗传学概论论文

基因工程——创造和收集更多生物资源的有效手段目录摘要、关键字________________________________________________________2一、引言__________________________________________________________3二、论述生物多样性的遗传学原理____________________________________3三、收集和创造更多生物资源的手段__________________________________4四、基因工程______________________________________________________5 参考文献、说明_______________________________________________________8摘要:本文试图从遗传学原理的角度分析生命衍化的过程,生物多样性产生的基础。

然后,大致罗列了收集和创造更多生物资源的手段,并选择了基因工程这个侧面,从它的特点和优势、操作过程、现状和未来三方面展开了论述。

关键词:生物多样性变异基因工程一、引言迄今为止发现的最喜温的微生物是延胡索酸热球蛋白菌,它们生活在海洋喷气孔的岩壁里,那里的温度高达113摄氏度。

美国国家航空和航天局的科学家杰伊·伯格斯特拉尔说:“在地球上,我们无论走到哪里——即使进入看来对生命最不利的环境里,只要那里有液态水以及某种化学能,我们就能发现生命。

”“生命比任何人想像的要聪明得多,在适应能力方面要强得多。

我们马上就会明白,这是一件很好的事,因为我们所生活的世界,似乎并不完全希望我们待在这里。

”[1]生命,这一奇妙的存在体充满了神秘感,每一步深入的探索,都带来更大的谜团,更深的奥秘。

生命从一个由一层膜包裹些许营养物质和遗传物质的小球(实际上形状不一定),转变到今天像人体这样精密复杂的生命体,由单一的细胞进化到现在丰富多彩的地球生物圈,不能不说是一个奇迹。

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基因工程课程设计题目:基因工程及其在大肠杆菌生产人干扰素中的应用姓名:王晓红学号:20103027年级:10级3班专业:生物技术专业指导教师:朱常香山东农业大学生命科学学院二014年一.选题依据课程设计目的●了解工业生产中的新型育种技术并比较不同育种技术的优势;●学习理解基因工程育种技术及其操作原理;●研究基因工程育种技术在人干扰素生产中的创新。

基因工程作为21世纪的一种新型生物技术,应用基因工程育种技术重组大肠杆菌BL21(pBAI)生产人干扰素a2b, 通过优化补料分批培养时葡萄糖的流加策略,提高了hIFNa2b的表达量和表达速率。

利用这些技术,可以直接地、有针对性地在DNA分子水平上改造生物的遗传性状。

通过转入外源基因,微生物和动、植物细胞可以产生出自身原来没有的蛋白质。

同样,利用重组DNA技术,也可以使一些原来存在量极低但有重要工业或医学用途的小分子(抗生素)或蛋白质之外的大分子物质得以大量生产。

特别是随着重组DNA技术的完善和发展,以基因水平为核心的现代分子定向育种技术越来越受到工业微生物育种学家的关注,并展示了良好的应用前景。

二.文献综述内容1972年美国的Berg和Jackson等人将猿猴病毒基因组SV 40DNA、λ噬菌体基因以及大肠杆菌半乳糖操纵子在体外重组获得成功。

翌年,美国斯坦佛大学的Cohen和Boyer等人在体外构建出含有四环素和链霉素连个抗性基因的重组质粒分子,将之导入大肠杆菌后,该重组质粒得以稳定复制,并赋予受体细胞相应的抗生素抗性,由此宣告了基因工程的诞生。

在二十世纪八十年代以来,随着大批大批成果的出现及应用,基因工程带来了一场新的革命。

٧-干扰素具有较强的免疫调节、细胞抑制功能和抗病毒活性功能,在临床上有一定的应用价值。

由于天然-干扰素来源有限,产量甚微,因此有关-干扰素的基因工程技术研究[1,2]十分活跃,并带动了重组人干扰素-(rIFN-)下游技术的研究[3]。

优化发酵工艺以获得稳定的高质量发酵产物,可以降低下游技术中分离纯化的成本和难度。

但是,不能得到稳定的高效表达产物是基因工程中普遍存在的问题[4],除表达系统本身因素外,还涉及诸多其它因素。

通过对pBV220IFN-DH5工程菌高效表达rIFN-因素的研究,并选择合适条件分离包含体,获得了rIFN-含量和活性都很高的粗提液。

采用高效疏水色谱法(HPHIC)对rIFN-进行一步同时纯化与复性,方法不仅简单、快速,而且避免了采用大量溶剂稀释复性和通过透析除去变性剂的麻烦。

1.基因工程育种基因工程育种是在基因水平上,运用人为方法将所需的某一供体生物的遗传物质提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,与载体连接,然后导入另一细胞,使外源遗传物质在其中进行正常复制和表达引,与前几种育种技术相比,基因工程育种技术是人们在分子生物学指导下的一种自觉的、能像工程一样可预先设计和控制的育种新技术,它可实现超远缘杂交,因而是最新最有前途的一种育种新技术。

基因工程技术的全部过程一般包括目的基因DNA片段的取得、DNA片段与基因载体的体外连接、外源基因转入宿主细胞和目标基因的表达等主要环节。

2.运用基因工程进行定向育种的新技术●定点突变(site—specific mutagenesis或site—directedmutagenesis)是指在目的DNA片断(例如:一个基因)的指定位点引入特定的碱基对的技术,其包括寡核苷酸介导的定点突变、盒式诱变以及以PCR为基础的定点突变。

近十年来,定点突变技术获得了长足的发展,并且在此基础上又发展了很多新技术。

例如:重叠延伸PCR法(Overlap Extension PCR简称EO—PCR)、大引物PCR法(Megaprimer PCR)、一步重叠延伸PCR(One—stepOverlap Extension PCR,简称OOE.PCR)、单管大引物PCR(Single—tube Megaprimer PCR)、快速定点诱变法、多位点环状诱变法TAMS(TargetedAmplification of Mutant Strand)定点诱变技术。

在这些技术中,单管大引物PCRTAMS定点诱变技术最为简单和适用,并得到广泛的应用。

●TAMS定点诱变技术2003年,Young等报道了一种有目的地扩增突变链的定点诱变技术(Targeted amplification of mutant strand,TAMS)。

该技术能够一次引入多个位点的突变,并且能够有目的地扩增突变链,从而使突变效率几乎达到100%。

●定点突变技术已在蛋白质的结构和功能改造上取得了很大成功。

例如,利用定点突变改变酪氨酰-tRNA合成酶的活性中心,从而使酶活力提高了50倍;此外,在T4溶菌酶中加入二硫键,显著提高了该酶的稳定性。

3.易错PCRDNA聚合酶在进行扩增目的DNA时会以一定的频率发生碱基错配,这一现象恰好提供了一种对特定基因进行随机诱变的可能方法。

利用PCR过程中出现的碱基错配进行特定基因随机诱变的技术就称为易错PCR(Error_prone PCR,简称EP—PCR)。

此方法的原理与操作如图3,其操作过程是在Taq DNA聚合酶催化的PCR反应体系中,利用Mn替代天然的辅助因子Mg,使Taq DNA聚合酶缺乏校对活性,同时使反应体系中各种dNTP的比例失衡,因此导致碱基的错配率大大增加,通常约为0.1%。

另外,还可以在该反应体系中加入dITP等三磷酸脱氧核苷类似物来控制错配水平。

这种方法可以将错配率最大提高至20%。

孔荣等利用易错PCR使D-海因酶对底物的水解活性提高了2.4倍;黄瑛等用易错PCR使短小芽孢杆菌YZ02脂肪酶活性提高了1.31倍,Km值由8.24mmol/L降低至7.717mmol/L,在pH>8.0时的稳定性也较野生型脂肪酶有所提高。

3.DAN重排DNA重排(DNA shufling)技术是一种利用重组文库的体外定向进化技术,Stemmer于1993年首先提出。

Figure 4 The principle and operation process of DNA shuffling Zhao 等在此基础上发明了一种更加简化交叉延伸程序( STEP)。

此技术是在一个PCR 反应体系中以2个以上相关的DNA片段为模板进行PCR反应。

引物先在一个模板链上延伸,随之进行多轮变性、短暂复性(延伸)过程。

在每一轮PCR循环中,那些部分延伸的片段可以随机地与含不同突变的模板进行杂交,使延伸继续,并由于模板转换而实现不同模板间的重组,这样重复进行直到获得全长基因片段,重组的程度可以通过调整时间和温度来控制。

此方法省去了将DNA酶切成片段这一步,致使DNA重排方法进一步简化。

近几年来,提高DNA重排技术捕获变异的能力一直是研究人员努力的方向。

Ostermie等以核酸外切酶Ⅱ代替DNaseI对靶序列进行消化,发明了递减法建立杂交酶技术(ITCHY),使得非同源性序列间也能发生重排,扩大了该技术的用途。

Hiraga等开发的SISDC技术在组件内部引入了限制性内切酶识别标记,用相应的限制性内切酶代替DNase I 产生重排片段。

Bergquist等开发的DOGS技术则是根据保守模体区序列特征设计简并引物,扩增出保守同源区后再用重排操作生成突变富集体。

由于此方法是在突变耐受的保守区直接增加转辙组的几率,所以其产生的突变频率大大增加。

DNA重排的最大特点是在反复突变过程中引进了重组这一自然进化中最重要的过程,而且其对可操作的靶序列的长度没有任何要求,可以达到几万kb。

通过多轮筛选或选择,可以使有益突变迅速积累,导致功能的明显提高,同时还打破了传统物种之间由于生殖隔离导致不能重组的界限。

4.基因组重排基因组重排(genome shufling)技术是受DNA重排的启发,于2l世纪出现的全基因组改组技术。

这种技术将分子定向进化的对象从单个基因扩展到整个基因组,可以在更为广泛的范围内对菌种的目的性状进行优化组合。

首先,利用经典的诱变育种技术获得含有目标性状的基因组库,然后利用原生质体融合技术将这些发生正向突变的菌株的全基因组进行多轮随机重组,从而快速筛选表型得到较大改进的杂交菌种。

该技术巧妙地采用了多轮循环原生质体融合技术,将各种亲本制成原生质体-融合-再生-再制成原生质体-融合-再生),即递归原生质体融合(recursive protoplast fusion)的方法。

Zhang等于2002年首次报道应用基因组重排方法快速地使弗氏链霉菌(Streptomyces fradiae)产生泰乐菌素的能力得到提高。

该方法以营养缺陷型为出发菌株,仅用了1年时间,通过两轮基因组改组就从24 000株菌株中分离到2组共14株泰乐菌素高产菌株,其泰乐菌素产量高于通过经典诱变育种方法所筛得的生产菌株SF21,而后者(SF21)是用经典诱变育种方法在长达20年的时间中先后筛选过约 1 000 000个菌株后才获得的。

由此可见,此技术大大减少了工作量,并缩短了筛选时间。

四川抗菌素工业研究所的徐波等以产量性状为标记特征,应用基因组重排的方法在一年之内使替考拉宁产量提高了65.3%。

2、基因工程育种技术在大肠杆菌种的应用大肠杆菌是迄今为止研究的最为详尽的原核细菌,其K-12MG1655株的4 000多kb的染色体DNA已测序完毕,全基因共含有4 405个开放阅读框,其中大部分基因的生物功能已被鉴定。

作为一种成熟的基因克隆表达受体,大肠杆菌被广泛用于分子生物学研究的各个领域,如基因的分离扩增、DNA序列分析、基因的表达产物功能鉴定等。

由于大肠杆菌繁殖迅速,培养代谢易于控制,大肠杆菌的分子遗传学背景已相当明了,不断完善的基因操作技术可将大肠杆菌构建成为用于异源蛋白生产的分子工厂。

因此,利用DNA重组技术构建大肠杆菌工程菌,以规模化生产真核生物基因尤其是人类基因的表达产物,具有重大的经济价值。

现在已有100多种异源蛋白通过大肠杆菌基因工程菌实现了产业化,其中包括一些结构相当复杂的人体蛋白,如HAS、pro-UK、MT、M-CSF及Hb等。

工业中常用于生产医药蛋白如人胰岛素、人生长激素、人干扰素、人白细胞介素和抗体。

以下以生产人干扰素为例介绍其应用。

人干扰素a2b (Human Interferona2b,hIFNa2b)是由165个氨基酸组成的多肽,具有抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、修复DNA结构损伤等作用。

hIFNa2b在临床上广泛应用,对肝炎、呼吸道病毒感染、疱疹病毒感染等均具有治疗作用。

大肠杆菌表达系统具有生长快速、发酵成本低、表达水平高等优点,是生产外源蛋白的理想表达体系。

在大肠杆菌温度诱导表达外源蛋白的发酵过程中,如何控制升温诱导后菌体的生长,提高产物的比生产速率,是实现高密度高表达的关键。

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