心得体会讲座

心得体会 这次聆听胡学军博士的讲座对于我来说真是受益匪浅,同时让我对生物技术专业又有了一个全新的认识,在亚洲的大部分国家如中国、泰国、韩国,乳糖不耐受症几乎很普遍,这种病的主要原因是人体内缺少一种半乳糖苷酶,要治疗这种病单单让人不喝奶肯定是不实际的,所以这就用到了生物技术,利用生物技术中的基因工程法改造一种酸性乳糖苷酶使其变成符合人体所需的那种半乳糖苷酶,最后解决乳糖不耐受症。 具体的乳糖不耐受症,又称乳糖消化不良或乳糖吸收不良,是指人体内不产生分解乳糖的乳糖酶的状态。它是多发在亚洲地区的一种先天的遗传性疾病。由于患者的肠道中不能分泌分解乳糖的酶,而使乳糖消化、吸收,为人体所用。乳糖会在肠道中有细菌分解变成乳酸,从而破坏肠道的碱性环境,而使肠道分泌处大量的碱性消化液来中和乳酸。所以容易发生轻度腹泻。 如果常人不经常性的喝牛奶也会有腹泻的现象,也是乳糖不 耐受的现,乳糖酶在人体中如果长期不用将消失,随着长期的喝牛奶,乳糖酶将再生,所以开始腹泻的人应该坚持喝牛奶一段时间,然后就不会有腹泻的现象了。 然而酸奶是经过发酵的过程把牛奶中的乳糖发酵成了乳酸,所以不会造成人体腹泻的症状,牛奶和酸奶的价值是一样的。 主要症状为摄入大量乳糖后产生腹泻、腹胀症状。该症状与否是基因决定的,不具传染性。有些人的症状会随时间减轻或加重。 鲜乳是幼儿断奶以前的主要食物。这期间的乳糖不耐症应该及时咨询医生,以避免出现营养不良。断奶以后出现的乳糖不耐症,则在白色人种以外的人中很常见。 它的治病机理主要是在缺乏乳糖酶的情况下,人摄入的乳糖不能被消化吸收进血液,而是滞留在肠道。肠道细菌发酵分解乳糖的过程中会产生大量气体。造成腹胀、放屁。过量的乳糖还会升高肠道内部的渗透压,阻止对水分的吸收而导致腹泻。 利用基因工程制造的乳糖酶药物可以完美的解决这一问题。 狭义的基因工程仅指用体外重组DNA技术去获得新的重组基因;广义的基因工程则指按人们意愿,通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。如用重组DNA技术,将外源基因转入大肠杆菌中表达,使大肠杆菌能够生产人所需要的产品;将外源基因转入动物,构建具有新遗传特性的转基因动物;用基因敲除手段,获得有遗传缺陷的动物等。 患有乳糖不耐受症的人群缺少Beta-半乳糖苷酶,而且这种酶不 耐酸,所以需要的乳糖酶药物不但要具有半乳糖苷酶的功能同时又要有良好的耐酸性,胡学军博士从环境中筛选到一株产耐酸性的半乳糖苷酶真菌菌株,且理化性质均优于当前商品化得酶,但这种酶会被产物半乳糖抑制。 这种抑制属于可逆性抑制,是指对主反应的抑制是可逆的,以酶促反应为例,可逆行抑制剂和酶形成复合物,抑制酶与底物的作用,从而抑制反应;但这种复合物在相同条件下又可以分解为酶和抑制剂,分解后的酶仍然可以催化反应。也就是说,可逆行抑制剂只降低反应的速度,并不影响反应的发生。 可逆性抑制又分为竞争性抑制,非竞争性抑制和混合型抑制,当具体搞清是哪种抑制后就可以对其进行基因改造。 进行基因操作一般要经历四个基本步骤,也就是基因操作的“四步曲”。 提取目的基因是基因操作的第一步,是取得人们所需要的特定基因,也就是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因,犹如大海捞针,是十分不易的。科学家们经过不懈地探索,想出了许多办法,概括地说,主要有两条途径:一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因;另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”,又叫“散弹射击法”。这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟,无论哪一颗弹粒击中目标,都能把鸟打下来。鸟枪法的具体做法是:用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段,将这些片段分别载入运载体,然后通过运载体分别转入不同的受体细胞,让供体细胞所提供的DNA(外源DNA)的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制(在遗传学中叫做扩增),从中找出含有目的基因的细胞,再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫、抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用“鸟枪法”获取目的基因的缺点是工作量大,具有一定的盲目胜。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段,不能直接用于基因的扩增和表达,因此,在获取真核细胞中的目的基因时,一般是用人工合成基因的方法。 目前人工合成基因的方法主要有两条途径。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的信使RNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出它的结构基因的核苷酸序列,再通过化学的 方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。如人的血红蛋白基因、胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。 20世纪80年代以后,随着DNA核苷酸序列技术的发展,人们已经可以通过DNA序列自动测序仪对提取出来的基因进行核苷酸 序列分析,并且通过PCR技术,使目的基因片段在短时间内成百万倍地扩增。上述新技术的出现大大简化了基因工程的操作技术。 将目的基因与运载体结合的过程,实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。如果以质粒作为运载体,首先要用一定的限制酶切割质粒,使质粒出现一个切口,露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因,使其产生相同的黏性末端。将切下的目的基因的片段插入到质粒的切口处,再加入适量的DNA连接酶,质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就会因碱基互补配对而结合,形成了一个重组DNA分子。如人的胰岛素基因就是通过这种方式与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合,形成重组DNA分子(也叫重组质粒)的。 将目的基因导入受体细胞目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后,下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。 基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。 用人工的方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞,主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。例如,如果运载体是质粒,受体细胞是细菌,一般是将细菌用氯化钙处理,以增大细菌细胞壁的通透性,使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的基因导入受体细胞后,就可以随着受体细胞的繁殖而复制,由于细菌繁殖的速度非常快,在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。 目的基因的检测和表达,以上步骤完成以后,在全部受体细胞中,真正能够摄入重组DNA 分子的受体细胞是很少的。因此,必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。检测的方法有很多种,例如,大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因,当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒,并被转入受体细胞后,就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了 目的基因。 重组的DNA分子进入受体细胞后,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程。例如,科学家最初做抗虫棉试验时,虽然已经检测出棉的植株中含有抗虫的基因,但让棉铃虫食用棉的叶片时,棉铃虫并没有被杀死,这说明抗虫基因还不能在高等植物中表达。科学家在研究的基础上,又一次对棉植株中的抗虫基因进行了修饰,然后再让棉铃虫食用棉的叶片,结果食用的第二天棉铃 虫就中毒死亡了。这说明抗虫基因在棉植株中得到了表达。 对于生物技术在现实中的应用我了解的还不是很全面,通过这次讲座让我知道了生物技术专业是一门覆盖面很全的专业他不单单应用于农业还应用于医学,我相信我一定能学好生物技术这门专业,并且在以后的学习或是工作中充分应用所学的知识,做祖国的栋梁之才。