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《目基因克隆》课件PPT基因克隆是一项重要而又复杂的技术,它对于生命科学和医学产业的发展有着巨大的推动作用什么是基因克隆基因克隆可以从一个细胞中制造出与原始细胞相同这项技术在生命科学、医学及农业生产等领域有着的复制品广泛的应用和推广前景基因克隆的历史11972保罗伯格和斯坦利科恩最早提出基因克隆的概念··21977谢里顿和琳恩恩泽尔开发了第一种基因克隆技术限制酶消化和连接技术·——DNA31982安德鲁弗朗西斯和发明了筛选克隆细胞的新方法蓝白斑筛选法·Colin Ward——41986美国最高法院颁布《巴波纳法案》限制了对基因克隆的使用与发展目的基因克隆的意义实现基因的快速扩增生成转基因模型动物可用于高效制备目标基因,并作为其他基础研可通过转基因模型动物对人类及动物重要性状究和应用开发的基础进行研究,如遗传病的研究等基因治疗和药物生产产生基因工程菌和植物可供有关基因治疗和药物开发的基础研究及应可用于从分子层面上研究如何调节生物、生产用药物等,对人类健康和社会发展有巨大的贡献目标基因的选择功能描述优质基因与目标产物有密切关联、或其编码产物具有重要的生物活性选择位点可以很好地控制转基因生物的外显或内源性表达可操作性反应体系中该基因扩增、连接、筛选等能否获得高效并具有可重复性安全性不会对生态环境和医疗应用产生未知的风险和潜在的负面影响技术PCR技术是基因克隆技术中非常重要的一种技术手技术的应用范围很广,从基础研究到应用开发PCR PCR段,其作用是对目标基因进行扩增都有广泛的应用基因克隆的几种常用方法限制酶糖基化及反应体系1目的基因的扩增方法及适用反应体系重组技术DNA2获得目的基因的拼接方法及操作步骤核酸杂交和3PCR基因筛选的方法及其在扩增、纯化及表基因组破碎及分离达中应用的局限性和改进措施4目的基因的筛选与克隆方法及其在生物质能源及生物医学工程中的应用案例质粒载体的选择和构建选择构建质粒应能有效携带、繁殖、表达目标序列,可通过化学合成大片段或以重组技术获取人工合成DNA并且能够在特定细胞内产生将基因表达出来的蛋白的,然后纯化与载体的共同连接,建立DNA DNA质带有目标基因的质粒载体限制酶的选择和作用限制酶的切割位置特异性有助于拆分测序、可通过生成的片段被限制酶切割后能够组合成DNA PCR杂交、扩增、连接等操作新的质粒载体构建方法,加快了目标基因的筛选速DNA度连接的方法DNA平端连接法连接法接头连接法12T4DNA3使用聚合酶和连使用酶粘合向量端和外特殊的寡核苷酸可以在虚T4DNA T4接酶粘合两端,然后使用源的末端,然后采用拟的限制酶切位点上加入DNA接头连接法适用于一段聚合酶方法将两端连接在也可以在反演端加入适向量和一段目标外源一起用于臂长相差较大或有靠DNA常在大规模连接完成后使近的限制酶切割位点的情用限制酶切割况细胞转化的方法电转化法1通过利用高温和某些化学物质,使目标细胞膜通透性提高,增加外来表达载体引入的可能性钙磷共转法2通过载体末端与正离子绑定,使其靠近细胞膜并将载体引导入目标细胞中病毒载体法3病毒侵入细胞的方式,使质粒或基因系统转入目标细胞的方法筛选重组细胞的方法蓝白斑筛选法可根据转化后细菌在蓝白斑培养板上的表现不同来筛选重组细胞荧光筛选法在表达向量中加入荧光编码序列,在目标基因稳定表达后,可以通过上机检测目标细胞特异性荧光进一步筛选重组细胞抗生素筛选法利用抗生素与载体抗性之间的联系,通过外源基因对转化细胞进行筛选,从而得到目标重组细胞获得目标基因的方法法法融合体同源重组法PCR-ELISA RNA使用技术制作的通过直将外源基因与表达载通过外源基因的同源PCR RNAprobe片段模板可以通过接检测转录物以体融合,产生大量的片段与放大后的目的RNA法得到目标基获得目标基因融合蛋白输出,从而片段交叉重组,得到ELISA因得到目标基因目标基因基因克隆的应用可用于强化药物的活性及特异性,促进药物的研发可用于开发新的转基因资源以提高农业生产力和制备可用于进行基因治疗以缓解或治愈一些人类罕见遗传病基因克隆的局限性伦理风险问题1基因克隆技术肆意使用可能造成的不可逆转的误用和危害;法律政策问题2关于基因克隆安全监管相关法律缺乏明朗清晰的界定和保障;技术瓶颈问题3基因克隆技术存在操作手段等多方面技术瓶颈问题,对进一步推广普及该技术和应用造成阻碍基因工程的发展趋势德尔菲技术的兴起合成生物学的兴起基因编辑技术的开发,有可能实现精确地对基因进利用化学合成的生物分子,设计、构造、重构和调行修改以最终达到预期效果节具有开创性的生物系统、合成部件和分子机制基因克隆在医疗和生物产业中的推广前景改进技术缩短周期1不断更新推陈出新,将推动该技术的技术更新和更新应用的发展新技术让基因克隆变得更安全、更方便、更有效2医疗和生物产品产业的发展将有一个更达标、更系统和更合理的规范标准体系结构和功能的智能匹配成为新的技术发展目标3生物产业的发展将更好地应用于广泛的产业领域,实现技术推广和普惠性增强基因克隆的安全问题外源对宿主细胞基因克隆的潜在风险生物体本质缺陷DNA产生影响病毒编码的荧光蛋白,使肺基因克隆实验也有可能进一外源的引入将改变宿主癌细胞体内和外部能够被控步扩大动植物生命的基因缺DNA细胞内某些基因的表达情况,制,在为环境或精度提供反陷风险,严重影响生物生存对细胞有一定的影响馈的同时,对生命安全也有及其未来发展前景着不可撼动的影响基因克隆的道德问题基因技术并非像其他技术一样无中性,具有不同的对于农业生产和食品加工中的基因克隆问题,也存社会和道德问题,例如在医学伦理和动物福利等方在一些道德难题,如农作物质量安全和动物生存福面存在着巨大的争议利等问题基因克隆的未来发展方向个体化医疗的需求技术融合AI基因克隆技术已经成为个体化医疗时代的重要组成将基因克隆技术与技术进行融合,进一步推进人AI部分,如结合干细胞来源的分子诊断和治疗方法等类生命科学的发展和产业化专业讨论与总结QA大家是否对基因克隆技术有了更加深刻的了解呢?欢迎大家踊跃提问和分享意见。