转基因技术与人类健康[1].ppt

1、转基因技术转基因技术与与人类健康人类健康2005200520052005年年年年1 1 1 1月月月月5 5 5 5日上海教育电视台日上海教育电视台日上海教育电视台日上海教育电视台复旦大学生命科学学院生物化学系，复旦大学生命科学学院生物化学系，复旦大学生命科学学院生物化学系，复旦大学生命科学学院生物化学系，黄伟达黄伟达黄伟达黄伟达什么是基因？什么是基因？Gene 基因是具有遗传效应的特定核基因是具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应苷酸序列的总称，是具有遗传效应的的DNA分子片段。分子片段。换言之换言之,它是一些长短不一它是一些长短不一的的DNA片段，上面的碱基（片段，上面的碱基（

2、A,T,G,C）的排列顺序决定了某个蛋白）的排列顺序决定了某个蛋白质的氨基酸序列，以及决定了该蛋质的氨基酸序列，以及决定了该蛋白质合成的时间和合成量。白质合成的时间和合成量。DNADNA分子的真面貌分子的真面貌生命体中两种关键大分子生命体中两种关键大分子DNA蛋白质蛋白质 DNADNA上的信息最终以蛋上的信息最终以蛋白质的形式得以表现，就白质的形式得以表现，就象计算机硬盘上的象计算机硬盘上的“0/10/1”数据最终通过应用软件变数据最终通过应用软件变成一幅图一样。而计算机成一幅图一样。而计算机本身就相当于一个细胞。本身就相当于一个细胞。地球上所有生物使用的地球上所有生物使用的建筑原料（氨基酸建

3、筑原料（氨基酸,核苷酸核苷酸,葡萄糖葡萄糖,脂肪等）是完全一脂肪等）是完全一样样,就象所有的大楼都由砖就象所有的大楼都由砖头、砂和水泥为主建起来一头、砂和水泥为主建起来一样。样。为什么地球上的生物千为什么地球上的生物千姿万态呢？姿万态呢？那是因为那是因为DNA上碱基的排列顺序不一样。上碱基的排列顺序不一样。物种是基因信息的具体表现物种是基因信息的具体表现基因是永垂不朽的，但它们基因是永垂不朽的，但它们必须必须结成帮派结成帮派来共存，生命则来共存，生命则是这群基因是这群基因 (称作基因组，存称作基因组，存在于人的染色体上在于人的染色体上)信息的具信息的具体表现。在某种意义上，生命体表现。在某种意

4、义上，生命是基因一代一代往下传的生存是基因一代一代往下传的生存机器。机器。（这个角度看，人是一（这个角度看，人是一种基因组往下传的工作站）种基因组往下传的工作站）人的人的DNA分子分子 23对染色体对染色体哺乳动物哺乳动物 鸟鸟两栖两栖植物植物真菌真菌昆虫昆虫软骨鱼软骨鱼硬骨鱼硬骨鱼细菌细菌病毒病毒软体动物软体动物 爬行爬行并不是基因组越大生物就越高等并不是基因组越大生物就越高等人类基因组人类基因组DNADNA的数据模样的数据模样 CTTCTCGTTC AGGCAGTACG CCTCTTTTCT TTTCCAGACC TGAGGGAGGC GGAAATGGTG CTTCTCGTTC AGGCA

5、GTACG CCTCTTTTCT TTTCCAGACC TGAGGGAGGC GGAAATGGTG TGAGGTTCCC GGGGAAAAGC CAAATAGGCG ATCGCGGGAG TGCTTTATTT GAAGATCAGG TGAGGTTCCC GGGGAAAAGC CAAATAGGCG ATCGCGGGAG TGCTTTATTT GAAGATCAGG CTATCACTGC GGTCAATAGA TTTCACAATG TGATGGCTGG ACAGCCTGAG GAACTCTCGA CTATCACTGC GGTCAATAGA TTTCACAATG TGATGGCTGG ACAGCCTG

6、AG GAACTCTCGA ACCCGAATGG AAACAACCAG ATATTTATGA ATCAGCGCGG CTCACATGGC GTTGTGCTGG ACCCGAATGG AAACAACCAG ATATTTATGA ATCAGCGCGG CTCACATGGC GTTGTGCTGG CAAATGCAGG TTCATCCTCT GTCTCTATCA ATACGGCAAC AAAATTGCCT GATGGCAGGT CAAATGCAGG TTCATCCTCT GTCTCTATCA ATACGGCAAC AAAATTGCCT GATGGCAGGT ATGACAATAA AGCTGGAGCG

7、GGTTCATTTC AAGTGAACGA TGGTAAACTG ACAGGCACGA ATGACAATAA AGCTGGAGCG GGTTCATTTC AAGTGAACGA TGGTAAACTG ACAGGCACGA TCAATGCCAG GTCTGTAGCT GTGCTTTATC CTGATGATAT TGCAAAAGCG CCTCATGTTT TCAATGCCAG GTCTGTAGCT GTGCTTTATC CTGATGATAT TGCAAAAGCG CCTCATGTTT TCCTTGAGAA TTACAAAACA GGTGTAACAC ATTCTTTCAA TGATCAACTG ACG

8、ATTACCT TCCTTGAGAA TTACAAAACA GGTGTAACAC ATTCTTTCAA TGATCAACTG ACGATTACCT TGCGTGCAGA TGCGAATACA ACAAAAGCCG TTTATCAAAT CAATAATGGA CCAGACGACA TGCGTGCAGA TGCGAATACA ACAAAAGCCG TTTATCAAAT CAATAATGGA CCAGACGACA GGCGTTTAAG GATGGAGATC AATTCACAAT CGGAAAAGGA GATCCAATTT GGCAAAACAT GGCGTTTAAG GATGGAGATC AATTCA

9、CAAT CGGAAAAGGA GATCCAATTT GGCAAAACAT ACACCATCAT GTTAAAAGGA ACGAACAGTG ATGGTGTAAC GAGGACCGAG AAATACAGTT ACACCATCAT GTTAAAAGGA ACGAACAGTG ATGGTGTAAC GAGGACCGAG AAATACAGTT TTGTTAAAAG AGATCCAGCG TCGGCCAAAA CCATCGGCTA TCAAAATCCG AATCATTGGA TTGTTAAAAG AGATCCAGCG TCGGCCAAAA CCATCGGCTA TCAAAATCCG AATCATTGG

10、A GCCAGGTAAA TGCTTATATC TATAAACATG ATGGGAGCCG AGTAATTGAA TGCTCGGGCG GCCAGGTAAA TGCTTATATC TATAAACATG ATGGGAGCCG AGTAATTGAA TGCTCGGGCG ATGACAATAA AGCTGGAGCG GGTTCATTTC AAGTGAACGA TGGTAAACTG ACAGGCACGA ATGACAATAA AGCTGGAGCG GGTTCATTTC AAGTGAACGA TGGTAAACTG ACAGGCACGA TCAATGCCAG GTCTGTAGCT GTGCTTTATC C

11、TGATGATAT TGCAAAAGCG CCTCATGTTT TCAATGCCAG GTCTGTAGCT GTGCTTTATC CTGATGATAT TGCAAAAGCG CCTCATGTTT 人类基因组研究能明白什么？人类基因组研究能明白什么？搞清楚人类基因组序列后，可以通搞清楚人类基因组序列后，可以通过各种分析手段将所编码的基因进行定过各种分析手段将所编码的基因进行定位，就好象将一架钢琴的位，就好象将一架钢琴的8888个键的音频个键的音频搞清楚（或者说要将基因的搞清楚（或者说要将基因的元素周期表元素周期表定出来）。但对这架钢琴是如何演奏出定出来）。但对这架钢琴是如何演奏出动听的乐曲动听的

12、乐曲,不能提供什么信息。要理不能提供什么信息。要理解演奏法，还需要分子生物学、蛋白组解演奏法，还需要分子生物学、蛋白组学、学、生物信息学、比较基因组学生物信息学、比较基因组学的长期的长期艰苦的工作。艰苦的工作。同一种基因组可以有同一种基因组可以有不同的演奏法不同的演奏法基因研究历史基因研究历史18591859年，达尔文（英国）的年，达尔文（英国）的“物种起源物种起源”；18651865年，米歇尔（瑞士）发现核酸；年，米歇尔（瑞士）发现核酸；18661866年，孟德尔（奥地利）发表豌豆遗传实验结果；年，孟德尔（奥地利）发表豌豆遗传实验结果；18791879年，弗莱明（德国）发现细胞核内的染色体；

13、年，弗莱明（德国）发现细胞核内的染色体；19031903年，萨顿（美国）提出染色体遗传学说；年，萨顿（美国）提出染色体遗传学说；19151915年，摩尔根（美国）创立现代遗传学的基因学说；年，摩尔根（美国）创立现代遗传学的基因学说；1944194419441944年，艾弗里（美国）证明年，艾弗里（美国）证明年，艾弗里（美国）证明年，艾弗里（美国）证明DNADNADNADNA是遗传信息的载体；是遗传信息的载体；是遗传信息的载体；是遗传信息的载体；19531953年，年，沃森（美国）和克里克（英国）提出沃森（美国）和克里克（英国）提出DNADNA的双的双螺旋结构；螺旋结构；19661966年，密码

14、子破译完成；年，密码子破译完成；197219727373年，年，DNADNA重组技术建立；重组技术建立；19801980年，得到转基因小鼠；年，得到转基因小鼠；19831983年，得到转基因植物（烟草）年，得到转基因植物（烟草）转基因转基因&DNA重组重组“转基因转基因”是指将是指将一种生物来源的基因导一种生物来源的基因导入到另一种生物的基因入到另一种生物的基因组中去的过程。不同品组中去的过程。不同品系的作物间的基因转移，系的作物间的基因转移，也可以称为也可以称为“转基因转基因”。基因转移现象在自然界到处存在基因转移现象在自然界到处存在细菌之间的遗传物质的交换；细菌之间的遗传物质的交换；马和驴

15、杂交出骡；马和驴杂交出骡；HIV、HBV等的病毒感染；等的病毒感染；*玉米转座子玉米转座子（是细胞内的基因移动）（是细胞内的基因移动）人类基因组研究的意外发现人类基因组研究的意外发现人类的基因比预期的人类的基因比预期的少少得多；得多；人类只有约人类只有约1,5001,500个基因家族，每个基因家族，每个家族的基因数远多于其他生物；个家族的基因数远多于其他生物；有有223223个基因源自微生物，可能在个基因源自微生物，可能在进化过程中逐个插入的；进化过程中逐个插入的；染色体上基因有染色体上基因有群聚群聚现象；现象；只有只有1.51.5的的DNADNA编码蛋白质。编码蛋白质。稳定的稳定的“转基因生

16、转基因生物物”，其个体的每一个，其个体的每一个细胞中都应该存在细胞中都应该存在“转转基因（基因（transgene）”。广义地说，是指广义地说，是指将将DNA片段人为片段人为地链接在一起，地链接在一起，得到自然界没有得到自然界没有的新的的新的DNA分子分子的技术，也称为的技术，也称为基因工程，遗传基因工程，遗传工程等。工程等。DNADNA重组是制作转基因生物的主要手段重组是制作转基因生物的主要手段基因研究历史基因研究历史18591859年，达尔文（英国）的年，达尔文（英国）的“物种起源物种起源”；18651865年，米歇尔（瑞士）发现核酸；年，米歇尔（瑞士）发现核酸；18661866年，孟德尔（奥地利）发表豌豆遗传实验结果；年，孟德尔（奥地利）发表豌豆遗传实验结果；18791879年，弗莱明（德国）发现细胞核内的染色体；年，弗莱明（德国）发现细胞核内的染色体；19031903年，萨顿（美国）提出染色体遗传学说；年，萨顿（美国）提出染色体遗传学说；19151915年，摩尔根（美国）创立现代遗传学的基因学说；年，摩尔根（美国）创立现代遗传学的基因学说；19441944年，艾弗里（美国）证明