基因工程的诞生和发展.doc
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1、第一章基因工程概述第一节基因工程的诞生和发展一、基因1Mendel的遗传因子阶段Mendel G.J。 (1822-1884). 18561864豌豆杂交实验。1866年发表论文,提出分离规律和独立分配规律1900年Mendel遗传规律被重新发现遗传学的元年Mendel提出:生物的某种性状是由遗传因子负责传递的.是颗粒性的,体细胞内成双存在,生殖细胞内成单存在。遗传因子是决定性状的抽象符号。2Morgan的基因阶段1909年丹麦遗传学家Yohannsen (18591927)发表了“纯系学说首先提出了“基因的概念,代替了Mendel “遗传因子” 的 概念.但没有提出基因的物质概念。1910年
2、以后,Morgan T.H.等提出了基因的连锁遗传规律.说明了基因是在染色体上占有一定空间的实体。基因不再是抽象符号,被赋予物质内涵.3顺反子阶段1957年,本泽尔(Seymour Benzer)以T4噬菌体为材料,在DNA分子水平上研究基因内部的精细结构,提出了顺反子(cistron)概念:顺反子是1个遗传功能单位,1个顺反子决定1条多肽链。 4。现代基因阶段(1)操纵子启动基因操纵基因结构基因(2)跳跃基因 指DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方,它们能从1个位点切除,然后插入同一或不同染色体上的另一个位置。(3)断裂基因 1个基因被间隔区分成不连续的若干区段,这种编码序列
3、不连续的间断基因被称为断裂基因.(4)假基因 不能合成出功能蛋白质的失活基因 。(5)重叠基因 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠的。现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。 二、 基因工程的诞生一般认为1973年是基因工程诞生的元年(S. Cohen等获得了卡那霉素和四环素双抗性的转化子菌落)理论上的三大发现和技术上的三大发明对于基因工程的诞生起到了决定性的作用.(一)DNA是遗传物质被证实1944年,Avery O.T。利用肺炎双球菌转化实验1944年,美国洛克菲勒研究所的Oswald Avery等公开发表了改进的肺炎双球菌实验结
4、果。 (1) S型菌细胞提取物及其纯化的DNA都可使R型菌转变成S型菌; (2)经DNase 处理的S型菌细胞提取物失去了转化作用。 (3)经胰蛋白酶处理的S型菌细胞提取物仍有转化作用。 不仅证实了DNA是遗传物质,而且证明了DNA可以将一个细菌的性状转给另一个细菌,他的工作被称为是现代生物科学的革命性开端。(二)DNA双螺旋模型的提出DNA是遗传物质已被证实,但是DNA是怎样携带并传递遗传信息的?在细胞增殖过程中,DNA是怎样复制的?因此,对于DNA结构的研究成为了当时生物学家研究的热点。1953年,Francis Crick和James Watson搜集了力所能及的资料,提出了DNA的双螺
5、旋模型。随后,DNA的半保留复制和半不连续复制机理也被阐明,为基因工程的诞生奠定了坚实的理论基础.(三)“中心法则和“操纵子学说的提出既然,DNA是遗传信息的载体,那么它是如何传递遗传信息的呢?遗传信息又是如何控制生物的表型性状的呢?以Nireberg等为代表的一批科学家经过艰苦的努力,确定了遗传信息以密码方式传递,每三个核苷酸组成一个密码子,代表一个氨基酸,到1966年,全部破译了64个密码子,并提出了遗传信息传递的“中心法则”。1961年,Jacques Monod和 Fancois Jacob提出了原核基因调控的操纵子模型(operon model)。(四)工具酶的发现和应用1970年S
6、mith等分离并纯化了限制性核酸内切酶Hind II, 1972年,H.W.Boyer等相继发现了coR I 一类重要的限制性内切酶。 1967年,世界上有五个实验室几乎同时发现DNA连接酶,特别是1970年H.G。Khorana等发现的T4 DNA连接酶具有更高的连接活性。1970年,Baltimore等和Temin等在RNA肿瘤病毒中各自发现了反转录酶,完善了中心法则,用于构建cDNA 文库.(五)载体的发现及其应用载体主要是小分子量的复制子如:病毒、噬菌体、质粒。1972年,美国Stanford大学的P. Berg 等首次成功地实现了DNA的体外重组;6、重组子导入受体细胞技术1944年
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