㈠ 簡答題:對基因工程菌株的安全性進行分析
指的是什麼安全?
首先,基因工程菌株的選擇應對人體足夠安全。一般選用哺乳動物體內共有的大腸桿菌,驗證對人體無害的枯草芽孢桿菌和重要的生產真菌酵母,這些都是背景清晰對人體無害的微生物。禁止選擇有毒有害的細菌或病毒作為工程菌,防止對實驗人員的一切潛在威脅。
基因工程菌株的另一大安全性威脅在於基因的擴散問題。細菌中存在大量的基因交流,因此工程菌一旦不經治理排放到外界,會將工程基因散布到其他生物,造成不可預知的變異和基因污染。因此,基因工程菌的排放和處理需嚴格把關。同時,也應當設計更嚴格的防止基因轉移的機制,如轉移-死亡機制,將獲得外源基因的非工程菌殺死,防止基因泄露污染。
㈡ 如何設計用基因工程的方法讓酵母菌來生產大量的人體干擾素
找到對應目的基因,准備基因工程需要的酶,用DNA限制酶剪切酵母菌DNA片段,再用質粒將目的基因轉移到酵母菌,培養就可以了
㈢ 有人嘗試將干擾素基因與大腸桿菌的質粒重組,轉入大腸桿菌體內後,形成工程菌,此操作能制備到干擾素嗎
可以。
基因工程的基本原理:將一種生物的基因——外源基因,結合到另一種生物的基因組DNA中並表達,產生人類所需要的產物。如,將人類的胰島素基因,導入大腸桿菌細胞並表達,使大腸桿菌產生人類胰島素。基因工程是經過預先設計的,其結果使生物獲得新的遺傳性狀或創造出新的生物類型。
步驟:
(1) 提取目的基因
方法:
①從生物體細胞中分離。先定位,在用限制酶切取。
②化學方法人工合成
(2)目的基因與運載體重組
用相同限制酶切割含目的基因的DNA和質粒,再用DNA連接酶使兩者形成形成重組質粒。
(3)重組質粒導入受體細胞
受體細胞大多數是微生物,也可以是植物細胞和動物細胞;
動物基因工程通常以動物的受精卵為受體細胞,用顯微注射方法將目的基因
導入受精卵;
重組質粒必須導入活細胞,藉助活細胞的代謝才能使目的基因表達。
篩選含目的基因的受體細胞
重組質粒導入受體細胞的概率極低,因此重組質粒是否導入,以及導入後目的基因是否表達,都必須經過檢測加以篩選;
為了便於篩選,作為運載體的質粒必須帶有標記基因,如抗生素抗性基因,這樣,若導入目的基因的受體微生物能在含抗生素的培養基中生長,說明目的基因已成功導入,若檢測到人類所需要的基因產物則說明目的基因已成功表達;
將篩選出的受體菌培養成工程菌,通過微生物的發酵大量生產人類需要的基因產品。
在工業上的應用:利用微生物繁殖快、結構簡單、遺傳操作較容易等優點,在制葯業,通過工程菌生產胰島素、干擾素等葯物,不僅成本低,而且產量高。
㈣ 請詳細設計一株能高產分泌型麥芽寡糖基海藻糖合酶的基因工程菌的構建路線,內容包括目的基因的克隆重組表
海藻糖是一種由兩個葡萄糖分子以a,a(1,1)糖苷鍵構成的非還原性雙糖,存在於多種微生物和植物的細胞內,難以分泌至胞外。海藻糖在高溫、低溫、乾燥等極端環境中具有保護生物大分子和細胞的重要功能,因此被廣泛應用於醫葯、食品、保健品、化妝品的製造以及抗寒抗旱轉基因植物的構建。相關研究表明,利用來自原核生物節桿菌(Arthrobacter)的麥芽寡糖基海藻糖合酶(其編碼基因為 mts)以及來自大腸桿菌的新型澱粉酶(其編碼基因為amy)聯合轉化澱粉,即可實現海藻糖的大規模產業化,然而上述兩種酶在野生型菌株中的含量甚微。已知節桿菌中 mts 基因的部分序列為:
5' 3'
㈤ 設計實驗在基因工程菌或細胞中表達某一葯物蛋白,並分離純化。
1先提取或人工設計該蛋白質的基因
2將目的基因與運載體結合(運載體一般是質粒)
3導入受體細胞(受體細胞就是工程菌細胞)
4培養工程菌細胞
5利用差速離心法提取蛋白質
㈥ (1)請詳細設計一株能高產分泌型溶栓酶的基因工程菌的構建路線,內容包括目的基因的克隆、重組、表達。
血栓栓塞性疾病嚴重影響人類的健康和壽命。由血栓引起的常見疾病主要有急性心肌梗塞、腦血栓和靜脈血栓塞等。目前,臨床上治療血栓栓塞性疾病的首選方法是溶栓療法,此法具有死亡率低、費用少等優點,更適合我國國情。因此近年來人們一直熱衷於研究開發新的經濟、適用、有效、無毒副作用的溶栓葯物。我們最近從豆豉中篩選到一株能分泌高效水解血纖維蛋白(血栓的主要成分)的酶的芽孢桿菌菌株,經SDS-PAGE鑒定,該溶栓酶的分子量約38 kD 。但至今還沒有見到該菌產溶栓酶的報道,也沒有該酶基因的任何資料。
㈦ 基因工程菌發酵原理
基因工程的核心技術是DNA的重組技術。重組即利用供體生物的遺傳物質或人工合成的基因,經過體外或離體的限制酶切割後與適當的載體連接起來形成重組DNA分子,然後在將重組DNA分子導入到受體細胞或受體生物構建轉基因生物,該種生物就可以按人類事先設計好的藍圖表現出另外一種生物的某種性狀。除DNA重組技術外,基因工程還應包括基因的表達技術,基因的突變技術,基因的導入技術等。
基因工程一般分為4個步驟:
二、工程菌的獲得
1,確定目的產物。
2,找出產該產物的細胞。
3,將細胞破碎後提純出全部信使RNA。這些信使中包含了該細胞內表達的所有蛋白質的合成信息。
4,利用基因擴增技術(PCR),找出所需的目的基因。
5,將目的基因連接到設計好的質粒載體,形成了重組DNA分子。
6,將重組後DNA分子引入到受體細胞內,然後選擇合適的培養條件使細胞繁殖。根據選擇性標記,從菌落中篩選出目的基因的重組(工程)菌。
三、工程菌應具備的條件
1,發酵產品是高濃度、高轉化率和高產率的,同時是分泌型菌株。
2,菌株能利用常用的碳源,並可進行連續發酵。
3,菌株不是致病株,也不產內毒素。
4,代謝控制容易進行。
5,能進行適當的DNA重組,並且穩定,重組的DNA不易脫落。
四、工程菌的應用
1,基因葯物
例如,紅細胞生成素、胰島素、干優素、乙肝疫苗、生長激素和粒細胞巨噬細胞集落刺激因子等。
2,其它發酵產品
例如酶制劑、氨基酸(蘇氨酸、色氨酸)、抗生素等。
第二節 工程菌的培養
就生產流程而言,從發酵到分離、純化目標產物,工程菌和常規微生物並無太多的差異。但工程菌在保存過程中及發酵生產過程中表現出不穩定性,以及安全性等問題,使得工程菌的培養有著自身所特有的特點。