第一篇:Beclin1基因研究论文(共)
Beclin1基因也称BECN1基因,是一种自噬相关基因,它与Bcl-2基因相互拮抗调控自噬。自噬是细胞中初级溶酶体处理内源性底物的重要过程,同时参与维持细胞内蛋白代谢平衡及内环境稳定的维持,在清除废物、结构重建以及细胞生长发育中起重要作用。近来Ⅱ型程序性细胞死亡-自噬性细胞死亡研究迅速受到人们的关注。自噬曾被Science评为全球科技领域6个研究热点之一。然而自噬性细胞死亡研究主要集中在肿瘤学领域,在寄生虫学领域还很少得以开展,目前已有关于自噬在弓形虫感染致病中的作用的研究报道,其中一种观点认为细胞自噬通过降解作能清除进入胞内的弓形虫保护正常细胞不被感染,另一种观点认为自噬参与弓形虫感染复制过程,抑制了宿主细胞自噬就抑制了弓形虫的增殖。然而关于细胞自噬在弓形虫感染致病过程中的具体作用,自噬途径能否成为抗弓形虫治疗的新靶点等还有待于深入研究。
本研究拟构建Beclin1基因的真核表达载体并通过脂质体介导的方法将外源性Beclin1基因导入293T细胞,再以Western blot的方法验证其在真核细胞内的表达,为进一步探索外源性Beclin1基因对弓形虫生长、增殖及新的致病机制等提供基础资料。
材料与方法
1.材料
1.1 细胞和载体
293T细胞和真核表达载体pEGFP均由安徽医科大学病原生物学教研室保存。
1.2 主要试剂及仪器
质粒小量提取试剂盒为美国Axygen公司产品,Trizol试剂和Lipo2000为美国Invitrogen公司产品;BamHⅠ、EcoRⅠ和rTaq mix为日本TaKaRa公司产品;逆转录试剂盒为美国Fermentas公司产品;DNA 胶回收试剂盒为德国QIAGEN公司产品;鼠抗pEGFP为英国Abcam 公司产品;HRP标记山羊抗鼠IgG为北京全式金公司产品。
2.方法
2.1 RT-PCR扩增目的基因
根据Trizol试剂说明书提取293T细胞的总RNA,按照逆转录试剂盒步骤将RNA逆转录成cDNA。以cDNA 为模板,以beclin1基因编码区全长扩增引物Beclin1-F(5′-CGGAATTCTATGGAAGGGTCTAAGACGTCC-3′)和Beclin1-R(5′-CGGGATCCTCATTTGTTATAAAATTGTGAGGACA-3′),进行PCR 反应。取PCR产物5μl,用含EB的1%琼脂糖凝胶进行电泳,分析PCR扩增结果,按DNA胶回收试剂盒的说明进行目的片段的回收和纯化。
2.2 PCR 产物和载体pEGFP的酶切及纯化
取PCR产物10μl,用限制性内切酶BamHⅠ和EcoRⅠ进行双酶切反应,根据DNA 胶回收试剂盒说明进行酶切片段的回收和纯化。
2.3 Beclin1基因与pEGFP的重组与鉴定
将双酶切后胶回收的Beclin1和pEGFP按摩尔比3~10︰1的比例用1μl T4连接酶于16℃连接过夜,将连接产物转化大肠埃希菌DH5α并进行培养,从培养12h~16h的卡那抗性培养平板上挑取若干单克隆,分别放入3ml含卡那霉素的LB液体培养基中,于37℃以200r/min振摇过夜,按照质粒提取试剂盒说明提取质粒。采用双内切酶切法和PCR法鉴定重组基因,双酶切、PCR鉴定正确的重组表达质粒送上海生工公司测序,并进行Blast比对分析。
2.4 Beclin1基因在真核细胞内的表达
通过脂质体介导的方法分别将空载体pEGFP和pEGFP-Beclin1重组质粒转染到293T细胞内,24h后用荧光显微镜观察转染情况,提取转染后细胞总蛋白,采用Westernblot检测Beclin1基因编码蛋白的表达情况。
结 果目的基因Beclin1PCR扩增提取293T 细胞的总RNA,逆转录成cDNA,以cDNA为模板,用Beclin1基因全长扩增引物Primer-F和Primer-R扩增得到Beclin1基因全长编码区片段,大小为1 353bp,与预期值一致。pEGFP-Beclin1重组载体pEGFP-Beclin1的鉴定pEGFP-Beclin1经过限制性内切酶BamHⅠ和EcoRⅠ双酶切得到1 353bp目的基因片段和约4 700bp的载体pEGFP片段,经上海生物工程试剂公司测序,测序结果经Blast比对与beclin1基因序列同源性为100%。Beclin1蛋白在真核细胞内的表达用LiPo 2000分别介导pEGFP和pEGFP-Beclin1转染293T细胞,24h后在荧光显微镜下观察到绿色荧光;Western blot检测出目的蛋白,大小与预测一致。
讨 论
弓形虫病是由专性细胞内寄生的弓形虫引起的人兽共患寄生虫病,在世界各地普遍流行。患弓形虫病的孕妇可能将弓形虫传染给胎儿,尤其当感染发生在妊娠头3个月,可引起流产,甚至死胎,或生下发育缺陷的患儿,已被列为感染性致畸(TORCH)综合征主要原因之一。对于免疫功能严重损害或抑制者,弓形虫同样是引起致死性病变的主要病原体之一。近年来随着人们生活水平的提高,饮食习惯的改变,食物来源的多样化,饲养宠物的人数的增多,弓形虫感染呈上升趋势。传统的抗弓形虫药物包括乙胺嘧啶、磺胺嘧啶等毒副作用较大,用药时间长,只能杀死速殖子,停药后易复发,因而限制了其应用,至今仍缺少理想的治疗弓形虫病药物。
近年来,细胞自噬成为研究的热点,Beclin1基因作为自噬相关基因倍受青睐。本实验构建了pEGFP-Beclin1重组载体并检测到该基因编码的蛋白在真核细胞内表达,为深入探索beclin1基因在弓形虫感染致病作用中的影响,了解弓形虫新的致病机制以及弓形虫病的预防和治疗打下了基础。
第二篇:基因美容论文
基因美容技术应用
摘要:本文主要对基因美容技术应用做了具体的分析和概述,使我们能够更加深层次地认识和理解基因美容技术,通过介绍基因美容需应用到的技术,如基因工程、基因治疗等以及基因美容的重要元素,如基因因子的作用,综合地表达出基因美容的现况以及发展前景。
关键字:生物医学美容;基因工程技术;应用;展望
20世纪80代以来、由于生物技术尤其是基因工程技术的迅且也给相关或相邻学科与产业带来了变革的契机。由于多学科的交叉发展,现代美容模式已呈现出多元化、多层次、整体性的发展趋势。尤其是现代生物工程技术的迅速发展,以及生物工程技术向医学整形美容等领域的渗透和广泛应用,给整形科学、美容学、化妆品学都带来了全新的发展机遇。美容学与生物工程技术、医药技术的紧密结合,逐渐发展为美容科学的一个崭新分支——生物医学美容,为美容行业注入了一股强劲的活力和蓬勃的生饥。
1、生物医学美容技术的介绍
1.1美容的种类:美容学是一门研究并改善容貌形体美的科学,它一方面通过使用美容化妆品,保护、美化颜面皮肤,保持皮肤健康美丽;另一方面消除和改善身体的某些生理和病理缺陷;美容一般分为生活美容和医学美容。(1)生活美容
是指通过生活化妆品和服饰佩戴来增进容貌体形美,如皮肤护理、严发美发、化妆、服饰等。(2)医学美容
医学美容是通过医学手段,包括药物、仪器及手术等,以达到改变人体外部形态、色泽及部分改善其生理功能,进而增强人体外在美感为目的的科学性、技术性与艺术性极强的医学科学,包括文刺美容、中医药美容、激光美容及各种美容整形外科手术等。
且医学美容区别于生活美容的根本点,即凡是有一定创伤的美容治疗,一定是医学美容的范畴,而医学美容在我国要医疗机构才能开展。
2、基因工程应用于生物医学美容
将基因工程技术应用于整形及美容方面,可以发挥神奇效果,主要应用DNA重组技术,可以将—些在整形美容中起重要作用的蛋白质(如各种细胞生长因子)在真核及原核细脑中高效表达。使得适量补充某些外源性蛋白质成为可能.真正解决了其他方法不能解决的问题。
在医学领域中,利用现代生物技术,既用某些目的基因与宿主细胞基因发生结合,由其表达产物发挥治疗作用的基因治疗方法称为基因疗法。基因美容也是利用上述概念,利用某些细胞生长因子,即对多种细胞生理功能和代谢功能发挥生物调节作用生物活性因子,促进细胞纳生长、分裂、分化、增殖和迁移,从而达到加速损伤细胞和组织的修复,控制和调节皮肤老化进程,延缓皮肤老化等作用,对保持正常皮肤和组织的结构和功能、维持机体的正常生理活动和代谢也具有重要作用。2.1基因工程美容原理
(1)基因重组:利用基因工程使DNA重组,将—些在整形美容中起重要作用的蛋白质,即细胞生长因子高效表达出来。再将某些细胞生长因子应用于临床,可以加速皮肤损伤过程中胶原合成的增加,增加血管内皮细胞受体敏感性,加速破损组织的上皮愈合,减少继发感染及愈合延迟的发生。对于各种整形美容手术,如磨削术、文刺术、植皮术及各种修复术等发挥积极作用。
(2)基因因子:在组织修复的整个过程中,细胞因子都起着关键作用,它们通过分泌和旁分泌途径来触发、控制和终止炎症细胞的浸润、细胞增殖、基质分泌和服痕形成。作用机制:
a.在表皮水平上:影响角化细胞的活性和生长因素,刺激角化细脑迁移和上皮化,刺激表皮细胞分化和矫正,强烈促进表皮修复和愈合。
b.在真皮水平上:刺激成纤维细胞活性,增强细胞外基质收缩和构造,提供皮肤养分促进皮肤伤口愈合和功能再生。
c.在皮肤整体水平上:增强对环境侵袭、紫外线、污染物、刺激物、敏化剂、炎性细脑的抵抗力,巩固、增强皮肤张力,增强皮肤弹性、刺激疤痕组织褪色,减少瘢痕形成,延缓皮肤衰老。
2.2基因治疗的美容应用
(1)基因治疗:主要将生长因子的基因转入细胞内,使局部有效而稳定的合成生长因子来促进组织修复。(2)途径:
a.体内法,即将载有目的基因的载体直接注入受损创面,从而将目的基因整合到基因组上,提高生长因子等促创面愈合因子的分泌;
b.体外法,可克服体内法的不足,将待转染的细胞从机体中分离出来.在体外培养,扩大细胞数,然后再运用多种转基因方法将目的基因导入细胞,经筛选将载有目的基因的细胞回输入机体,从而在机体中分泌该种生长因子,促进创面愈合。
3、基因重组制品
细胞调控因子是由蛋白质和肪类不同成分组成的.对多种细胞生理功能及代谢活动发挥生物调节作用的生物活性因子。它们能够直接或间接地影响细胞的生长、分裂、代谢及细胞活性物质的分泌。生物学和医学界把它们称为生物活性多肤。细胞因子是通过高科技手段运用生物工程方法从生物体内提取的具有生物活性的物质,把细胞因子作为化妆品的生物添加剂,投入于化妆品生产之中,显示出良好的应用效果.如将表皮生长因子(EGF)加入化妆品之中,能促使表皮细胞分裂增殖,使衰老死亡的表皮细胞得以即时补充.使损伤的表皮得以即时修复,可用于对换肤、退红、毛细血管外露等各种不良肤质的调整。
将成纤维细胞生长因子加入化妆品中,能促进中胚层和神经外胚层来源的细胞生长,有效恢复皮下结缔组织的生长,使新生表皮细胞取代衰老的角质细胞,从而消除皮肤深度皱纹并促进表皮细胞代谢,使皮肤更加光滑、饱满、焕发天然魅力,能促进成纤维细胞、胶原细胞、角质细胞等分裂、增殖.使深层次损伤皮肤组织迅速修复,加速伤口愈合(比正常愈合速度要快3—4倍),对皮肤组织的各种创伤或去除座疮、去痣后的小缺损,换肤后的脱皮,发红、果酸等使用导致的皮肤灼伤及磨削后深层肌肤损伤修复具有突出效果。3.1三大基因美容因子介绍
(1)aFGF酸性成纤维细胞生长因子
aFGF是一种有多种生物效应的基本调节因子。它针对中层皮肤起作用,并且与皮肤和各种美容品常用的载体如膏、霜、乳、液、水等具有同样的酸性特质,不会
因为酸碱中和的问题,使功效受影响。能使皮肤得到充分的营养,明显改善肤色,使蜡黄、无光泽、不健康的皮肤呈现白里透红、健康的光泽,能养发、护发,促进头发的再生,防止脱发并营养发质,避免头发受机械和化学损伤.保持头发光泽而富有弹性。
(2)bFGF碱性成纤维细胞生长因子
bFGF是人体中一种微量而生理功能企业非常广泛的物质。它可促进组织和神经细胞的生长,令那些难愈的创面个受损的神经得以修复、治愈。(3)hEGF表皮细胞生长因子
HEGF在皮肤浅层即表皮的修护上有着极其显著的效果。①能使损伤的表皮得以及时修复,可用于等于换肤、退红后毛细血管外露等各种不良的调整②能平衡表皮晒斑吗、,防止色素沉着活反弹③能减少皮肤皱纹、延缓衰老④对伤害刺激如紫外线、低温、药物等有极为显著的防护作用⑤能改善皮肤色泽,平衡皮肤水分
“肽能”细胞调控因子(表
4、表5)不是单一的细胞因子.它主要是由天然营养多肽、酪氨酸酶平衡多肽和混合修复多肪组成。将这种由多种因子组合而成的细胞调控因子添加入化妆品中.显示出良好的应用效果,可以同时发挥其各自的优势。混合修复多肽是在表皮生长因子(EGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)组合的基础上,又加入了新型具有不同层次修复作用的修复因子TGF、PDGF。其作用除具有EGF、FGF功能之外,还能从不同层次、多方位地作用于表皮和真皮细胞,通过与细胞膜表面的受体特异性结合,平衡衰老和损伤信号系统促进细胞分裂、增殖,加速损伤的修复。恢复衰老细胞代谢活性,达到最佳生理状态。
3.2细胞调控因子作用机理
3.3基因重组制品
(1)肽能口服液。系以天然生物为主要原料.采用现代生物技术精制而成,内含有多种生物活性因子组成的细胞调控因子(CRF)和丰富的天然营养多肽能激活人体自身的抗衰老体系,能促进机体新陈代谢,增强机体免疫能力,消除疲劳.增强耐力,调节内分泌,平衡色素代谢,排毒养颜,全方位调理肌肤,达到内调外治、美容、健体、抗衰老功效
(2)细胞调控因子(CRF)导入型。CRF是由多种生物细胞因子有机组合而成,能不同层次、多方位作用于表皮和真皮细胞,有效地启动人体皮肤细胞的再生能力和修复功能
(3)细胞调控因子(CRF〕原液类。可迅速修复组织缺损,尤其是整形手术后的快速恢复,以及 “换肤”后皮肤的恢复,效果甚佳。长期使用能使皮肤保持细腻、光滑,提高弹性,延缓衰老
(4)法国其玛:Dr细胞因子、Km细胞因子CAMP、B—ZHT、嘌呤核苷酸、其玛特有的基因产品,其独特的产物来源于法国其玛科技集团公司,采用最新的瓶颈效应达到多因子合成。它的分子量极小,渗透吸收更快,内调外治全面护理,从而在
美容,美体,抗衰老等方面实现了革命性突破(5)家庭护理程序。(适用于正常皮肤、下性皮肤)
(6)美容院、家庭护理程序。(适用于无光泽、暗黄粗糙的皮肤)3.3基因重组制品应用注意事项
并非所有的基因工程产品均具有生物美容的效果,现代生物美容的基础是受美容部位(主要是皮肤)与生物制剂之间的相互作用。因此,从理论上来讲只有那些能与皮肤表皮细胞上生长因子受体相互作用的因子才具有生物美容的效果。目前国内外已开发成功ECF、bFGF、aFGF、TNF等生长因子中,有的经证明有良好的美容效果,而有的因子的疗效却的在考察之中,有待进—步确定。
4、基因美容的前景 4.1基因经济与基因美容
基因经济就是用基因产品赚钱。用基因挣钱当然包括人们在传统经济中的所有经济活动,还有基因经济所特有的新的经济活动,也就是熊·彼德所说的创新[1]。“基因就是钱”的说法来自人类基因组计划国际组织中国协调人杨焕明教授,这也是许多人对基因经济的认识。比如说促红细胞生成素EPO,不仅各类贫血病人要买它来治病,而且普通人也想买它来作为补品服用。生产和销售这种产品就是一种经济形态和经济活动。生产者用它来赚钱,消费者用它来治病,生产者和消费者在这一经济活动中各得其所。生产和出售EPO的这个钱无论是谁赚和流通到哪里,无疑是一种经济和市场效应。
由此可见,基因经济是以基因产品满足人们精神和物质需求并能形成资本运作、资本市杨、扩大再生产和推动整个社会经济创新和迅速增长的一种经济。而以基因重组产品为主的基因美容经济,无疑是有大好的前景的。4.2基因美容的思考
生物基因工程技术的不断发展,使得其对生命科学的各个领域都起到或多或少的推动作用。人的寿命、衰老、体型、发育、人体各种组织状态包括皱纹形成、色素沉着、表皮粗嫩、肤色好坏,无一不是由基因的调控。今日的生物基因工程技术尽管离彻底解决上述种种问题还很遥远 但它却已为美容学的发展提供了一个新的思路和方向。
参考文献:
[1]张田勘,《基因时代与基因经济》,民主与建设出版社 ,2001-01 [2] 谢统鹏、李校堃,《美容护肤革命——基因美容》,广东经济出版社 ,2002-09 [3] 阎维毅,《基因经济 —分割绿色黄金》,中国广播电视出版社,2001-09 [4]医学美学美容(财智), 美塑抗衰先锋—基因美容解密 , 中国期刊全文数据库 2008年 08期
[5] 医学美学美容,三大基因美容的应用前景[J].中国期刊全文数据库, 2002年 01 [6]基因美容,肌肤水润新生的秘诀——暨大美塑生物保湿活肤课程亲体验[J].医学美学美容, 2009,(01)[7] 金旺.基因美容,挡不住的诱惑——消费者,把DNA涂到脸上[J].中国化妆品(行业), 2001,(05)[8]新世纪畅想基因美容[J].中国化妆品(时尚版), 2001,(03)[9] 樊明彬.第三篇:“基因美容”你可以相信多少?[J].中国化妆品(时尚版), 2001,(03)[10]高鸿业,《西方经济学—微观部分》第五版,中国人民大学出版社,2011-01
第三篇:基因的论文
基因——生命的遗传密码
世界上没有两片相同的叶子,同样也没有两个完全一模一样的人。看看我们周围的人,为什么有的人是双眼皮,有的人是单眼皮,有的人有酒窝,有的人没有酒窝,当左右手指嵌合时,有的人习惯于左手的拇指在上,有的人习惯于右手的拇指在上,而且这些性状都是成对出现的。但是我们发现子女的外貌和父母很相似。这些现象究竟和什么有关呢? 人们经过长期的研究得出了基因这一概念。基因是遗传的物质基础,是DNA(脱氧核糖核酸)分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA片段。基因通过复制把遗传信息传递给下一代,使后代出现与亲代相似的性状。人类大约有几万个基因,储存着生命孕育生长、凋亡过程的全部信息,通过复制、表达、修复,完成生命繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。基因是生命的密码,记录和传递着遗传信息,它同时也决定着人体健康的内在因素,与人类的健康密切相关。
一、基因重组
基因重组是指非等位基因间的重新组合,能产生大量的变异类型,但只产生新的基因型,不产生新的基因。基因重组是利用基因自由组合定律,在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的时候,非同源染色体上的非等位基因的自由组合和同源染色体的染色单体之间的交叉互换。根据基因自由组合定律,利用基因的独立分配或连锁基因之间的交换,使得后代中出现亲代所没有的基因组合。基因重组是杂交育种的生物学基础,现在人们可以有目的地使生物的某些基因重新组合,导致后代发生变异,从而产生出对人类有益的新品种,例如抗倒伏又抗锈的新型小麦,对生物圈的繁荣昌盛起重要作用,此外,这也是基因工程中的关键性内容。
二、基因突变
基因突变是指基因的结构发生了改变,也就是在DNA分子的片段中发生了碱基对的增添、缺少或改变,从而导致遗传信息的改变。基因突变通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期,因为受到内部因素和外界因素的干扰而发生差错。在自然界中,虽然生物突变的性状随处可见,但是对于每一种生物来说,基因发生自然突变的频率是非常低的,但能产生新的基因,对生物的进化有重要意义。同时基因突变和脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老都有关系,基因突变也是生物进化的重要因素之一,所以研究基因突变除了本身的理论意义以外还有广泛的生物学意义。基因突变为遗传学研究提供突变型,为育种工作提供素材,所以它还有科学研究和生产上的实际意义。
三、基因突变导致的人类遗传病
由基因突变引起的人类遗传病有两类情况,一类是由显性致病基因引起的,一类是由隐性致病基因引起的。显性遗传病,是由位于常染色体上的显性致病基因引发的,而它是由隐性正常基因突变而来的。患者一定有一个患同样病的亲属,如软骨发育不全(侏儒症)、血胆固醇过多症、多指(趾)畸形等;隐性遗传病,是由于正常基因突变为隐性基因而造成的,双亲外表一切正常,但带有疾病基因,如白化病、苯丙酮尿症等;隔代遗传病(X连锁遗传病),正常女性的两条X染色体中的一条在携带致病基因时发生了最普通的性连锁异常,所生儿子有50%得到这个基因并有出现病症的可能,所生女儿也有50%机会成为像母亲一样的携带者,通常女儿不患病但能将疾病再传给她的儿子,例如色盲、蚕豆病、血友病等;多基因遗传病,是由许多基因与别的基因或环境因素相互作用产生的,发生概率较低,如唇裂、先天畸形足、脊柱裂、脑积水等。
四、从系谱图看遗传类型
若
以上系谱图依次是常染色体隐性遗传、X染色体显性遗传、X染色体隐性遗传、Y染色体遗传
(一)若系谱图中,患者全为男性,正常的全为女性,而且男性全为患者,女性都正常,则为伴Y遗传。
(二)确定是否为母系遗传
若系谱图中,女患者的子女全部患病,正常女性的子女全部正常,即子女的表现型与母亲相同,则为母系遗传(细胞质遗传)。
(三)确定是显性遗传病还是隐性遗传病
1、无病的双亲,所生的孩子中有患病,一定是隐性遗传病。(1)若女患者的父亲和儿子都患病,则为伴X隐性遗传。(2)若女患者的父亲和儿子中有正常的,则为常染色体隐性遗传。
2、有病的双亲,所生的孩子中出现无病的,一定是显性遗传病。
(1)若男患者的母亲和女儿都患病,则为伴X显性遗传。(2)若男患者的母亲和女儿中有正常的,则为常染色体显性遗传。
第四篇:基因论文
表达载体和特殊用途的载体
摘要:目的基因能够有效转入受体细胞,并在其中维持高效表达,很大程度上取决于所采用的载体,载体的改进和新载体的构建是基因工程研究中十分重要的内容。表达载体和特殊用途的载体是在克隆载体的基础上不断发展起来的,其构建原理和构建步骤各有特点,随着载体的发展,表达载体和特殊用途的载体发挥着越来越大的作用。
关键词:表达载体 特殊用途的载体 构建原理 构建步骤 应用 1 表达载体
1.1 表达载体的概念
表达载体是可携带DNA片段进入宿主细胞进行复制并进行转录、翻译的载体。一般在克隆载体基础上增加了基因表达的调控元件。表达载体的类型很多可分为质粒表达载体、病毒表达载体、人工染色体和可转移表达载体等类型。每种类型中的不同载体又有其不同的适用宿主。1.2表达载体构建原理
1.21 质粒表达载体构建原理和步骤
质粒表达载体组成:在以质粒为基本骨架的克隆载体的基础上,组装启动子、转录终止子和核糖体结合位点等表达元件而构建成的。质粒表达载体又可以分为原核表达载体和酵母表达载体。1.211 原核表达载体构建原理和步骤
首先,原核表达载体的表达元件主要包括启动子、转录终止子和核糖体结合位点。其中,启动子主要有lac,trp,tac,T7噬菌体启动子和1PL启动子。
根据其表达方式,可分为组成型表达,诱导型表达,融合型表达(表达载体的多克隆位点上有一段融合表达标签(tag),表达为融合蛋白(N端融合或C端融合),可方便后续的蛋白分离纯化或检测。GST(谷胱苷肽S转移酶基因标签或6×His标签),分泌型表达。
原核表达载体构建原理: 1.获得目的基因
(1)通过PCR方法:以含目的基因的克隆质粒为模板,按基因序列设计一对引物(在上游和下游引物分别引入不同的酶切位点),PCR循环获得所需基因片段。(2)通过RT-PCR方法:提取总RNA,以mRNA为模板,逆转录形成cDNA第一链,以逆转录产物为模板进行PCR循环获得产物。
构建重组表达载体
(1)载体酶切:将表达质粒用限制性内切酶(同引物的酶切位点)进行双酶切,酶切产物行琼脂糖电泳后,用胶回收Kit或冻融法回收载体大片段。(2)PCR产物双酶切后回收,在T4DNA连接酶作用下连接入载体。
获得含重组表达质粒的表达菌种
(1)将连接产物转化大肠杆菌,根据重组载体的标志(抗Amp或蓝白斑)作筛选,挑取单斑,碱裂解法小量抽提质粒,双酶切初步鉴定。(2)测序验证目的基因的插入方向及阅读框架均正确,进入下步操作。否则应筛选更多克隆,重复亚克隆或亚克隆至不同酶切位点,(3)以此重组质粒DNA转化表达宿主菌的感受态细胞。
典型的原核表达载体:pGEX-4T-1是pGEX系列载体之一,由pBR322基本骨架改造而来,带ampr,在启动子tac和多克隆位点之间加入2个与表达蛋白分离纯化和检测有关的序列,其一是GST:其二是凝血蛋白酶切割位点的编码序列,当外源基因插入后,可在大肠杆菌BL21菌株中表达,产生融合蛋白。
pGEX-4T-1 原核表达载体
1.212 酵母表达载体构建原理和步骤
由于原核生物和真核生物存在糖基化、酰基化等翻译后修饰反应机制的差异,真核基因的原核表达难以获得有活性的蛋白。酵母成为真核表达的首选系统。
第五篇:生命与基因论文
电气工程学院
学号:0902100634
姓名:张炳凤《生命与基因》课程论文
内容概要:基因及基因工程的发展应用和它们所带来的负面影响。关键字:基因、基因工程、克隆。正文:
在人体生命科学探索的历史中,没有比“基因”二字更具有震撼力了。由于历史的原因,我们对基因一直采取拒绝承认的态度。直到70年代,经过科学家的努力,“基因”二字才被写进了科教书。现在基因已经被世界各国接受,人类基因组计划与曼哈顿原子弹、阿波罗登月计划并称为人类自然科学史上的三大计划。基因就是遗传信息的基本单位。一般指位于染色体上编码一个特定功能产物(如蛋白质或RNA分子等)的一段核苷酸序列。
人们对基因的认识是不断发展的。20世纪50年代以后,随着分子遗传学的发展,尤其是沃森和克里克提出双螺旋结构以后,人们才真正认识了基因的本质,即基因是具有遗传效应的DNA片断。研究结果还表明,每条染色体只含有1~2个DNA分子,每个DNA分子上有多个基因,每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基序列)不同,因此,不同的基因就含有不同的遗传信息。基因有两个特点,一是能忠实地复制自己,以保持生物的基本特征;二是基因能够“突变”,突变绝大多数会导致疾病,另外的一小部分是非致病突变。
人类研究基因主要应用于基因工程。所谓基因工程(genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。基因工程对人类最大的好处可能就是其应用于医学了,我们知道基因作为机体内的遗传单位,不仅可以决定我们的相貌、高矮,而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。目前我们还无法对人类受损的基因进行修复,但我们可以利用正常的人类基因在其他生物体内进行表达,生产出我们所需的激素或是蛋白质等物质,来治疗那些不能自身合成此类物质的病人。例如: 胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!基因工程在农业也有很大的应用,在对农业害虫进行的长期防治实践中,人们逐渐认识到必须采取综合治理的措施,才能有效的控制害虫的危害。基因工程技术的发展,为防治农林害虫提供了一种有效、减污的新技术手段,微生物农药也因此在世界范围内受到广泛重视。微生物农药是指非化学合成、具有杀虫防病作用的微生物制剂,如微生物杀虫剂、杀菌剂、农用抗生素,等等。这一类微生物包括杀虫防病的细菌、真菌和病毒。杀虫微生物是指其代谢产物或微生物本身对宿主昆虫有致死效 应或致病的微生物类群,通常也称为昆虫病原微生物。目前已知的杀虫防病微生物主要有芽孢杆菌科、假单胞菌科、肠杆菌科、链球菌科和杆状病毒科等类群。尽管不同杀虫微生物引起昆虫致病的症状不尽相同,但杀虫微生物对害虫的作用方式主要是通过产生特异性的杀虫毒素来破坏害虫的代谢平衡,或者是通过营养体在虫体内的繁殖复制而引起昆虫死亡和发生流行病。
在基因工程的发展历史上有一个名词不得不提——克隆。1997年2月22日英国生物遗传学家维尔穆特成功地克隆出一只羊,克隆羊“多莉”的诞生震惊了世界。在理论上,利用同样方法,人可以复制“克隆人”,这意味着以往科幻小说中的独裁狂人克隆自己的想法是完全可以实现的。因此,“多莉”的诞生在世界各国科学界、政界乃至宗教界都引起了强烈反响,并引发了一场由克隆人所衍生的道德问题的讨论。各国政府有关人士、民间纷纷作出反应:克隆人类有悖于伦理道德,现在几乎所有的国家都立法禁止克隆人类。但是还是有少数科学家是支持克隆人研究的,他们的科学研究精神可嘉,但是违背伦理道德,所以他们要背负极大的舆论压力。他们的研究之所以得以继续进行,主要是有极少数人的资金支持。这些人中很多是自己不能生育而想克隆自己的,还有一些就是想克隆自己已逝去的亲人的,这些确实有他们不得已的苦衷。
但是基因工程也有其负面的影响,生态伦理学对于植物基因研究工作的规范和合理约束,主要是出于生物多样性的考虑。近些年来,植物基因的研究取得了长足进步,这些进步推动了一系列农业革命,而尤以粮食革命为重。但是,这种以植物基因优化为基础的革命,却导致了物种多样性的破坏。比如,它使人们食用的粮食从5000多种锐减到150多种。与此类似的是,化肥对增产和缩短生长期起了举足轻重的作用,但也造成了土壤板结和地表破坏。同样的情况也发生在动物基因的研究与应用中。比如,试管牛和试管羊为人们控制生物性别提供了基础,这一技术使人类有可能实现对生物种群的控制。对某一种群来说,雄性数量不需要很多,但雌性数量却举足轻重,根据自然法则,雄雌出生概率大致相当,因此,如何在出生中尽量增大雌性数量和减少雄性数量就十分关键。但这样一来,势必造成种群雄雌比例的失衡,从而造成自然生态失衡。当这种技术应用于人类时,问题更大。关于克隆技术的讨论表明,基因的克隆技术一旦用于人类,可能带来或引起的麻烦甚至不是我们能够想象到的。