2023/2/31第三章基因工程的發展與應用2023/2/32三大理論發現20世紀四十年代，證明了DNA是生物的遺 傳物質，是遺傳信息的攜帶者。20世紀五十年代，提出了DNA的雙螺旋結構模型學說。20世紀六十年代，確定了遺傳信息的傳遞 方式，即遺傳學的中心法則。破譯了 64個遺傳密碼。2023/2/332023/2/34三大技術發現

1970年，發現DNA限制性內切酶：為DNA體外重組提供剪刀

1970年，發現逆轉錄酶，為制備真 核基因奠定了基礎載體技術1973年質粒作為基因工程的載體2023/2/35StanleyN.CohenHerbertW.Boyer1973年，StanleyN.Cohen與HerbertW.Boyer合作，把非洲爪蟾的編碼核糖體基因的DNA片斷，同pSC101質粒重組，并導入大腸桿菌細胞。轉化子細胞分析結果表明動物的基因的確進入到大腸桿菌細胞，并轉錄出相應的mRNA產物。2023/2/36基因工程的發展與應用基因工程藥物基因工程疫苗基因診斷基因治療基因工程新技術的開發與應用2023/2/37第四次工業大革命1978年，美國Genentech公司開發出利用重組大腸桿菌合成人胰島素的先進生產工藝，從而揭開了基因工程產業化的序幕。1980.11.15，美國紐約證券交易所開盤20分鐘內，Genentech公司的新上市股票從3.5美元飚升到89美元。2023/2/38基因工程發展大事記1982年，美國科學家將大鼠的生長激素基因轉入小鼠體內，培育出大鼠般的小鼠。1983年，攜帶細菌新霉素抗性基因的重組質粒轉化植物細胞成功，高等植物轉基因技術問世。2023/2/391990年，美國首次施行人體基因治療獲得成功。1991年，美國倡導人類基因組計劃。2023/2/310人類基因組計劃人類基因組包括分布于46條染色體的30億余核苷酸對。人類基因組可能含34,000-35,000個基因

（也有文章說只有20,000-25,000個基因）

2023/2/311人類基因組計劃最終目的是測定基因組的全部序列，弄清整個基因組的結構、功能及其表達產物，徹底了解人類生命活動本質。2023/2/312人類基因組計劃的發展1999年12月1日，人類第22號染色體DNA全序列測定完成。2000年4月6日，美國Celera遺傳信息公司宣布，該公司已破譯出一名實驗者的完整遺傳密碼。2000年5月，科學家聚集美國冷泉港，宣布人類基因組草圖的完成。2023/2/3136國科學家組成的人類基因組中心主要研究比例美國：WASH＆MIT等7家研究中心，貢獻率為54％。英國：SANGER一家研究中心，貢獻率為33％。日本：RIKEN等兩家研究中心，貢獻率為7％。法國：GENOSCOPE研究中心，貢獻率為2.8％。德國：IMB等3家研究中心，貢獻率為2.2％。中國：北京華大研究中心、國家南、北方基因研究中心等三家，貢獻率為1％。

1965年9月，中國學者首先在世界上成功地實現了人工合成具有天然生物活力的蛋白質——結晶牛胰島素。結晶牛胰島素的人工合成是新中國第一個居世界領先水平的基礎理論研究成果。2023/2/314中國科學院上海生物化學所、上海有機化學所、北京大學等單位的學者在王應睞、鄒承魯、鈕經義、汪猷、邢其毅等學科帶頭人的領導組織下，歷經8年的艱苦努力，終于攻克了胰島素A及B鏈的拆合關、A鏈和B鏈的合成關等一道道難關，最終完成了牛胰島素的全合成。2023/2/315從1968年開始，中國科學院上海生物化學研究所、上海細胞生物學研究所、上海有機化學研究所、生物物理所和上海化學試劑二廠等五單位合作進行酵母丙氨酸tRNA的人工全合成。1974年北京大學生物學系也參加此工作，經過13年的不懈努力，終于在1981年11月完成了這一工作，這是世界首次人工合成的和天然tRNA具有完全相同的組成和結構并具有全部生物活力的tRNA。2023/2/316這項工作的創造性和先進性有幾個方面1.合成的酵母丙氨酸tRNA既含有四種常見核苷酸，又含有七種九個修飾核苷酸；2.既能接受丙氨酸，又能將所攜帶的丙氨酸摻入到蛋白質中，當時國外實驗室合成的tRNA都不含修飾核苷酸（直到1992年法國科學家才合成了含修飾核苷酸的大腸桿菌丙氨酸tRNA），實際上不是tRNA，而是tRNA的類似物，因此接受氨基酸的活力都很低，而且都未進行氨基酸摻入試驗。2023/2/3172023/2/318二000年六月二十六日克林頓宣布人類基因組草圖繪制完成2023/2/319

這是人類基因組計劃首席科學家美國國家人類基因組研究所所長弗朗西斯·柯林斯在介紹情況。2023/2/320人類基因組草圖基本信息由31.65億bp組成含3～3.5萬個基因基因在染色體上不是均勻分布的，有些區域有很多的基因，有些區域（約1/4）則象“荒漠”。不同種族有99.99%的相同基因，并不比同一種族不同個體之間的差異大。2023/2/321

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AstretchofgenomefromtheXchromo-someofHomosapienhttp:///entrez/viewer.fcgi?val=2276452&db=Nucleotide&dopt=GenBankThecompletegenomehas2,000,000suchPages基因組非常巨大2023/2/3222023/2/323中國人類基因組計劃1993年，中國人類基因組計劃（CHGP）啟動，首先開展了“中華民族基因組中若干位點基因結構的研究”。1997年，我國啟動了“重大疾病相關基因的定位、克隆、結構與功能研究”項目。之后，在上海和北京相繼成立了國家人類基因組南、北兩個中心。2023/2/324中國人類基因組計劃研究成果1%測序任務，第三條染色體3000萬bp2.精確度99.99%3.發現142個基因，其中80個為預測基因2023/2/325人類基因組計劃1%測序中國實驗室2023/2/326水稻基因組破譯大事記

我國科學家成功繪制出水稻基因組圖譜，得到相關科學家的高度評價，被譽為“里程碑”和“世界級”的成就。1999年10月起，科學家開始醞釀雜交水稻基因組計劃。2000年5月11日，中科院基因組信息學中心暨北京華大基因研究中心、國家雜交水稻工程技術研究中心和中科院遺傳所３家單位聯合宣布實施“中國超級雜交水稻基因組計劃”。

2023/2/3272000年5月16日，頂級雜志《科學》詳細報道了這一計劃2001年7月，SUN10000大型計算機到位，雜交水稻父本全方面采用“鳥槍法”測序。2001年9月20日，“工作框架圖”基本完成。2001年10月12日，中科院、國家計委、科技部聯合宣布完成了水稻基因組的“工作框架圖”2023/2/328

2002年4月4日，中國科學院和美國《科學》雜志在京聯合舉行通報會宣布，中國科學家成功繪制出水稻基因組圖譜。４月５日在美國出版的《科學》雜志以封面文章的形式發表了中國科學家有關水稻基因組的論文，獲得國際同行的高度評價，引起全世界的關注。2023/2/3292023/2/3302023/2/3312023/2/332后基因組時代序幕拉開

人類基因組測序完成后，更加繁重艱巨的工作還在前面。蛋白質扮演著構筑生命大廈的“磚塊”角色，其中可能隱藏著開發疾病診斷新方法和新藥物的“鑰匙”。2023/2/333

基因數是3萬、4萬還是10萬

人類遺傳基因數量比原先估計的少很多。目前研究表明，人類基因組中約有3萬至4萬個蛋白編碼基因，僅僅是果蠅基因數目的兩倍，人有而鼠沒有的基因