第五讲 分子生物学研究法
第五讲 分子生物学研究法
▪ 一、 重组DNA技术发展史上的重大事件 ▪ 二、 基因操作的主要技术原理 ▪ 三、 分子克隆技术 ▪ 四、 DNA的Microarray
▪ 一、 重组DNA技术发展史上的重大事件 ▪ 二、 基因操作的主要技术原理 ▪ 三、 分子克隆技术 ▪ 四、 DNA的Microarray
一、 重组DNA技术发展史上的重大 事件 1.40年代确定了遗传信息的携带者，即基因的 分子载体是DNA而不是蛋白质，解决了遗传 的物质基础问题； 2.50年代提示了DNA分子的双螺旋结构模型和 半 保留复制机制,解决了基因的自我复制和世 代交替问题； 3.50年代末至60年代，相继提出了"中心法则" 和操纵子学说,成功地破译了遗传密码，充分 认识了遗传信息的流动和表达
一、 重组DNA技术发展史上的重大 事件 1.40年代确定了遗传信息的携带者，即基因的 分子载体是DNA而不是蛋白质，解决了遗传 的物质基础问题； 2.50年代提示了DNA分子的双螺旋结构模型和 半 保留复制机制,解决了基因的自我复制和世 代交替问题； 3.50年代末至60年代，相继提出了"中心法则" 和操纵子学说,成功地破译了遗传密码，充分 认识了遗传信息的流动和表达
▪ 1869 F Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离 DNA。 ▪ 1944 O.T. Avery证实DNA是遗传物质。 ▪ 1952 A.D. Hershey和M.Chase再次证实和噬菌 体的遗传物质是DNA。 ▪ 1953 J.D.Watson和F.H.C.Crick提出DNA分子结 构的双螺旋模型。M.Wilkins用X-射线衍射法证实 了这一结构。 ▪ 1957 A.Kornberg从大肠杆菌中发现了DNA聚合 酶I。 ▪ 1958 M. Meselson和F. W. Stahl提出了DNA的半 保留复制模型。 ▪ 1959-1960 S. Ochoa发现RNA聚合酶和信使 RNA，并证明mRNA决定了蛋白质分子中的氨基 酸序列
▪ 1869 F Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离 DNA。 ▪ 1944 O.T. Avery证实DNA是遗传物质。 ▪ 1952 A.D. Hershey和M.Chase再次证实和噬菌 体的遗传物质是DNA。 ▪ 1953 J.D.Watson和F.H.C.Crick提出DNA分子结 构的双螺旋模型。M.Wilkins用X-射线衍射法证实 了这一结构。 ▪ 1957 A.Kornberg从大肠杆菌中发现了DNA聚合 酶I。 ▪ 1958 M. Meselson和F. W. Stahl提出了DNA的半 保留复制模型。 ▪ 1959-1960 S. Ochoa发现RNA聚合酶和信使 RNA，并证明mRNA决定了蛋白质分子中的氨基 酸序列
▪ 1961Nirenberg破译了第一相遗传密码；F. Jacob 和J. Monod提出了调节基因表达的操纵子模型。 1964 C. Yanofsky和S. Brenner等人证明，多肽链 上的氨基酸序列与该基因中的核苷酸序列存在着 共线性关系。 ▪ 1965 S. W. Holley完成了酵母丙氨酸tRNA的全序 列测定；科学家证明细菌的抗药性通常由“质 粒”DNA所决定。 ▪ 1966 M.W.Nirenberg，S.Ochoa、H.G.Khorana、 F.H.C.Crick等人破译了全部遗传密码。 ▪ 1970H.O.Smith，K.W.Wilcox和T.J.Kelley分离了 第一种限制性核酸内切酶。H.M.Temin和 D.Baltimore从RNA肿瘤病毒中发现反转录酶
▪ 1961Nirenberg破译了第一相遗传密码；F. Jacob 和J. Monod提出了调节基因表达的操纵子模型。 1964 C. Yanofsky和S. Brenner等人证明，多肽链 上的氨基酸序列与该基因中的核苷酸序列存在着 共线性关系。 ▪ 1965 S. W. Holley完成了酵母丙氨酸tRNA的全序 列测定；科学家证明细菌的抗药性通常由“质 粒”DNA所决定。 ▪ 1966 M.W.Nirenberg，S.Ochoa、H.G.Khorana、 F.H.C.Crick等人破译了全部遗传密码。 ▪ 1970H.O.Smith，K.W.Wilcox和T.J.Kelley分离了 第一种限制性核酸内切酶。H.M.Temin和 D.Baltimore从RNA肿瘤病毒中发现反转录酶
▪ 1972-1973 H.Boyer，P.Berg等人发展了DNA重 组技术，于72年获得第一个重组DNA分子，73年 完成第一例细菌基因克隆。 ▪ 1975-1977 F.Sanger与A.Maxam、W.Gilbert等人 发明了DNA序列测定技术。 ▪ 1977年完成了全长5387bp的噬菌体φ174基因组 测定。 ▪ 1978 首次在大肠杆菌中生产由人工合成基因表达 的人脑激素和人胰岛素。 ▪ 1980美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以 专利化。 ▪ 1981R. D. Palmiter和R. L. Brinster获得转基因小 鼠；A. C. Spradling和G. M. Rubin得到转基因果 蝇
▪ 1972-1973 H.Boyer，P.Berg等人发展了DNA重 组技术，于72年获得第一个重组DNA分子，73年 完成第一例细菌基因克隆。 ▪ 1975-1977 F.Sanger与A.Maxam、W.Gilbert等人 发明了DNA序列测定技术。 ▪ 1977年完成了全长5387bp的噬菌体φ174基因组 测定。 ▪ 1978 首次在大肠杆菌中生产由人工合成基因表达 的人脑激素和人胰岛素。 ▪ 1980美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以 专利化。 ▪ 1981R. D. Palmiter和R. L. Brinster获得转基因小 鼠；A. C. Spradling和G. M. Rubin得到转基因果 蝇
▪ 1982美、英批准使用第一例基因工程药物-胰岛 素；Sanger等人完成了入噬菌体48,502bp全序列 测定。 ▪ 1983 获得第一例转基因植物。 ▪ 1984 斯坦福大学获得关于重组DNA的专利。 ▪ 1986 GMO首次在环境中释放。 ▪ 1988 J. D. Watson出任“人类基因组计划”首席科 学家。 ▪ 1989DuPont公司获得转肿瘤基因小氧- “Oncomouse”。 ▪ 1992 欧共体35个实验室联合完成酵母第三染色体 全序列测定(315kb)
▪ 1982美、英批准使用第一例基因工程药物-胰岛 素；Sanger等人完成了入噬菌体48,502bp全序列 测定。 ▪ 1983 获得第一例转基因植物。 ▪ 1984 斯坦福大学获得关于重组DNA的专利。 ▪ 1986 GMO首次在环境中释放。 ▪ 1988 J. D. Watson出任“人类基因组计划”首席科 学家。 ▪ 1989DuPont公司获得转肿瘤基因小氧- “Oncomouse”。 ▪ 1992 欧共体35个实验室联合完成酵母第三染色体 全序列测定(315kb)
▪ 1994第一批基因工程西红柿在美国上市。 ▪ 1996完成了酵母基因组(1.25×107bp)全序列测定。 ▪ 1997英国爱丁堡罗斯林研究所获得克隆羊
▪ 1994第一批基因工程西红柿在美国上市。 ▪ 1996完成了酵母基因组(1.25×107bp)全序列测定。 ▪ 1997英国爱丁堡罗斯林研究所获得克隆羊
基因工程中常见的名词: 遗传工程-genetic engineering，基因操作- -gone manipulation，基因克隆-gone cloning， 重组DNA技术-recombinant DNA technology，分子克隆-molecular cloning
基因工程中常见的名词: 遗传工程-genetic engineering，基因操作- -gone manipulation，基因克隆-gone cloning， 重组DNA技术-recombinant DNA technology，分子克隆-molecular cloning
基因工程的主要内容或步骤: 1. 从生物有机体基因组中，分离出带有目 的基因的DNA片段。 2. 将带有目的基因的外源DNA片段连接到 能够自我复制的并具有选择记号的载体分 子上，形成重组DNA分子。 3. 将重组DNA分子转移到适当的受体细胞 （亦称寄主细胞）并与之一起增殖。 4. 从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得 了重组DNA分子的受体细胞，并筛选出已 经得到扩增的目的基因。 5. 将目的基因克隆到表达载体上，导入寄 主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能 表达，产生出人类所需要的物质
基因工程的主要内容或步骤: 1. 从生物有机体基因组中，分离出带有目 的基因的DNA片段。 2. 将带有目的基因的外源DNA片段连接到 能够自我复制的并具有选择记号的载体分 子上，形成重组DNA分子。 3. 将重组DNA分子转移到适当的受体细胞 （亦称寄主细胞）并与之一起增殖。 4. 从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得 了重组DNA分子的受体细胞，并筛选出已 经得到扩增的目的基因。 5. 将目的基因克隆到表达载体上，导入寄 主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能 表达，产生出人类所需要的物质