㈠ 简答题:对基因工程菌株的安全性进行分析
指的是什么安全?
首先,基因工程菌株的选择应对人体足够安全。一般选用哺乳动物体内共有的大肠杆菌,验证对人体无害的枯草芽孢杆菌和重要的生产真菌酵母,这些都是背景清晰对人体无害的微生物。禁止选择有毒有害的细菌或病毒作为工程菌,防止对实验人员的一切潜在威胁。
基因工程菌株的另一大安全性威胁在于基因的扩散问题。细菌中存在大量的基因交流,因此工程菌一旦不经治理排放到外界,会将工程基因散布到其他生物,造成不可预知的变异和基因污染。因此,基因工程菌的排放和处理需严格把关。同时,也应当设计更严格的防止基因转移的机制,如转移-死亡机制,将获得外源基因的非工程菌杀死,防止基因泄露污染。
㈡ 如何设计用基因工程的方法让酵母菌来生产大量的人体干扰素
找到对应目的基因,准备基因工程需要的酶,用DNA限制酶剪切酵母菌DNA片段,再用质粒将目的基因转移到酵母菌,培养就可以了
㈢ 有人尝试将干扰素基因与大肠杆菌的质粒重组,转入大肠杆菌体内后,形成工程菌,此操作能制备到干扰素吗
可以。
基因工程的基本原理:将一种生物的基因——外源基因,结合到另一种生物的基因组DNA中并表达,产生人类所需要的产物。如,将人类的胰岛素基因,导入大肠杆菌细胞并表达,使大肠杆菌产生人类胰岛素。基因工程是经过预先设计的,其结果使生物获得新的遗传性状或创造出新的生物类型。
步骤:
(1) 提取目的基因
方法:
①从生物体细胞中分离。先定位,在用限制酶切取。
②化学方法人工合成
(2)目的基因与运载体重组
用相同限制酶切割含目的基因的DNA和质粒,再用DNA连接酶使两者形成形成重组质粒。
(3)重组质粒导入受体细胞
受体细胞大多数是微生物,也可以是植物细胞和动物细胞;
动物基因工程通常以动物的受精卵为受体细胞,用显微注射方法将目的基因
导入受精卵;
重组质粒必须导入活细胞,借助活细胞的代谢才能使目的基因表达。
筛选含目的基因的受体细胞
重组质粒导入受体细胞的概率极低,因此重组质粒是否导入,以及导入后目的基因是否表达,都必须经过检测加以筛选;
为了便于筛选,作为运载体的质粒必须带有标记基因,如抗生素抗性基因,这样,若导入目的基因的受体微生物能在含抗生素的培养基中生长,说明目的基因已成功导入,若检测到人类所需要的基因产物则说明目的基因已成功表达;
将筛选出的受体菌培养成工程菌,通过微生物的发酵大量生产人类需要的基因产品。
在工业上的应用:利用微生物繁殖快、结构简单、遗传操作较容易等优点,在制药业,通过工程菌生产胰岛素、干扰素等药物,不仅成本低,而且产量高。
㈣ 请详细设计一株能高产分泌型麦芽寡糖基海藻糖合酶的基因工程菌的构建路线,内容包括目的基因的克隆重组表
海藻糖是一种由两个葡萄糖分子以a,a(1,1)糖苷键构成的非还原性双糖,存在于多种微生物和植物的细胞内,难以分泌至胞外。海藻糖在高温、低温、干燥等极端环境中具有保护生物大分子和细胞的重要功能,因此被广泛应用于医药、食品、保健品、化妆品的制造以及抗寒抗旱转基因植物的构建。相关研究表明,利用来自原核生物节杆菌(Arthrobacter)的麦芽寡糖基海藻糖合酶(其编码基因为 mts)以及来自大肠杆菌的新型淀粉酶(其编码基因为amy)联合转化淀粉,即可实现海藻糖的大规模产业化,然而上述两种酶在野生型菌株中的含量甚微。已知节杆菌中 mts 基因的部分序列为:
5' 3'
㈤ 设计实验在基因工程菌或细胞中表达某一药物蛋白,并分离纯化。
1先提取或人工设计该蛋白质的基因
2将目的基因与运载体结合(运载体一般是质粒)
3导入受体细胞(受体细胞就是工程菌细胞)
4培养工程菌细胞
5利用差速离心法提取蛋白质
㈥ (1)请详细设计一株能高产分泌型溶栓酶的基因工程菌的构建路线,内容包括目的基因的克隆、重组、表达。
血栓栓塞性疾病严重影响人类的健康和寿命。由血栓引起的常见疾病主要有急性心肌梗塞、脑血栓和静脉血栓塞等。目前,临床上治疗血栓栓塞性疾病的首选方法是溶栓疗法,此法具有死亡率低、费用少等优点,更适合我国国情。因此近年来人们一直热衷于研究开发新的经济、适用、有效、无毒副作用的溶栓药物。我们最近从豆豉中筛选到一株能分泌高效水解血纤维蛋白(血栓的主要成分)的酶的芽孢杆菌菌株,经SDS-PAGE鉴定,该溶栓酶的分子量约38 kD 。但至今还没有见到该菌产溶栓酶的报道,也没有该酶基因的任何资料。
㈦ 基因工程菌发酵原理
基因工程的核心技术是DNA的重组技术。重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因,经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子,然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物,该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。除DNA重组技术外,基因工程还应包括基因的表达技术,基因的突变技术,基因的导入技术等。
基因工程一般分为4个步骤:
二、工程菌的获得
1,确定目的产物。
2,找出产该产物的细胞。
3,将细胞破碎后提纯出全部信使RNA。这些信使中包含了该细胞内表达的所有蛋白质的合成信息。
4,利用基因扩增技术(PCR),找出所需的目的基因。
5,将目的基因连接到设计好的质粒载体,形成了重组DNA分子。
6,将重组后DNA分子引入到受体细胞内,然后选择合适的培养条件使细胞繁殖。根据选择性标记,从菌落中筛选出目的基因的重组(工程)菌。
三、工程菌应具备的条件
1,发酵产品是高浓度、高转化率和高产率的,同时是分泌型菌株。
2,菌株能利用常用的碳源,并可进行连续发酵。
3,菌株不是致病株,也不产内毒素。
4,代谢控制容易进行。
5,能进行适当的DNA重组,并且稳定,重组的DNA不易脱落。
四、工程菌的应用
1,基因药物
例如,红细胞生成素、胰岛素、干优素、乙肝疫苗、生长激素和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子等。
2,其它发酵产品
例如酶制剂、氨基酸(苏氨酸、色氨酸)、抗生素等。
第二节 工程菌的培养
就生产流程而言,从发酵到分离、纯化目标产物,工程菌和常规微生物并无太多的差异。但工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性,以及安全性等问题,使得工程菌的培养有着自身所特有的特点。