中药生物技术复习
213页1、中药生物工程与技术课程复 习 生物技术的定义 (1)是应用自然科学及工程学的原理, 依靠微生物、动物、植物体作为反应器, 将物料进行加工以提供产品来为社会服务 的技术。 (2)即生物工程,是指以现代生命科学 为基础,结合先进的工程技术手段和其他 学科的科学原理,按照预先的设计,改造 生物体或加工生物原料,为人类生产出所 需的产品或达到某种目的。 中药生物技术的含义 是以现代生命科学为基础,结合先进的工程技 术手段和其他学科的科学原理,针对中药和天 然药物及其活性成分研究、开发和生产中存在 的具体问题,按照预先的设计,进行生物体改 造或生物原料加工,使其符合中药现代化和产 业化的一门科学技术。 利用生物技术的基本研究思路和方法研究中药 和天然药物及其活性成分。 中药生物技术的主要内容 基因工程 发酵工程 细胞工程 蛋白质工程与酶工程 抗体工程和组织工程 一、生物技术在高质量中药原料的研究和生 产以及中药材资源的可持续利用中有巨大的 应用潜力 1.中药基因研究是中药资源保护、种植和 可持续利用的重要手段 建立珍稀濒危中药材的基因库;高抗性的转基因药 用植物;选育优良品种;道地性药材遗传特征
2、分析 中药生物技术发展概况 抗除草剂大豆 样品比较(左为普通棉花, 右为兔毛转基因棉花) 2.细胞工程技术为中药和天然药物人工资源 的开发提供了有效途径 药物植物的快速繁殖、脱病毒 大规模培养技术 克隆技术,虎、穿山甲等 3.发酵工程技术为现代中药的生产提供了重 要手段 冬虫夏草菌发酵生产的菌丝体及产物 紫杉醇:生物合成和生物转化技术 4.蛋白质工程和酶工程为中药和天然药物活性 成分生产提供了最佳技术手段之一 人参皂苷的转化 二、生物技术为提高中药和天然药物品质评 价水平提供了新的实验方法 基因鉴别技术为中药材品种鉴定提供了新手段 三、生物技术为中药和天然药物新药研究与 开发提供了新的工具和途径 1.生物芯片 2.生物转化和生物组合化学 第一篇 基因工程技术 与中药研究 分子生物学基础知识 分子生物学是对生物 大分子进行结构和功 能研究的一门科学。 主要是核酸生物学 核酸的种类 DNA 脱氧核糖核酸 RNA 核糖核酸 组成核酸链的单体 DNA和RNA链的形成 DNA和RNA链的区别 DNA的结构 一级结构 二级结构 三级结构 核苷酸的排列顺序 一 55 33方向的判断方向的判断 BDN
3、A、ADNA、ZDNA等 DNA双螺旋结构 DNA超螺旋结构 DNA的功能 DNA携带两类不同的遗传信息: 一类是负责蛋白质氨基酸组成的信息; 二类是相关基因选择性表达的信息 RNA的功能 rRNA 是构成核糖体的骨架 tRNA 转动氨基酸 mRNA 蛋白质合成的模板 种类非常多,每一种的含量非常低 3端有poly(A)尾巴,5端有m7G帽子 DNA的生物学特性 变性 复性 DNA分子的变性 原核生物基因原核生物基因 原核生物基因特征原核生物基因特征 1.操纵子结构; 2.蛋白质基因单拷贝; 3.RNA基因多拷贝; 4.结构基因是连续的,没内含子; 5.大部分DNA用于编码蛋白质; 6.重复序列少. 植物细胞中DNA的提取 一般步骤: (一)材料的预处理 (二)提取 (三)杂质的去除 提取 1.CTAB法原理 可破坏细胞膜使DNA释放到缓冲液中; 可保护DNA免受内源性核酸酶的降解; 可与核酸形成复合物,在高盐溶液中可 溶并且很稳定,降低盐的浓度可使之沉淀 出来; 用乙醇可将复合物分离开来,核酸沉淀 下来,CTAB溶于乙醇中。 CTAB法提取步骤 加入10%CTAB提取液进行提取 离心
4、分离复合物沉淀 溶于高盐溶液中 乙醇沉淀DNA 基因工程:指在体外将核酸分子插入病 毒、质粒或其他载体分子,构成遗传物 质的新组合,并使之参入到原先没有这 类分子的宿主细胞内,能持续稳定地繁 殖和表达外源DNA。 基因工程的主要内容和步骤 获得目的基因;(切) 构建重组DNA分子;(接) 转化重组DNA分子;(转) 扩增重组DNA分子;(增) 筛选阳性重组克隆;(筛) 提取扩增的目的基因; 构建重组表达载体,转入宿 主细胞,实现目的多肽或蛋 白的表达。 分子克隆分子克隆 基因工程常用工具酶 限制性内切酶(切); DNA连接酶(接); DNA聚合酶 限制性内切酶 是一类能识别和切割双链DNA分子中特定 碱基序列的核酸水解酶。 通过切割DNA分子,对含有特定基因的片 段进行分离、分析。 常用的限制性内切酶为型限制性内切酶 。 DNA连接酶 用于将两段乃至数段DNA拼接起来的酶称 为DNA连接酶。 它能催化5磷酸基与3羟基之间形成磷 酸二酯键。 T4DNA连接酶:来自T4噬菌体,作用底物 必须是双链DNA,既可连接匹配的粘性末 端,也可连接平末端,最常用。 DNA聚合酶 以DNA或RNA为模
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