1. 生物技術 基因工程 阮雪芬 Sep24&25, 2002 NTUT http://www.ntut.edu.tw/~yukijuan/lectures/biotech/Sep24&25.ppt

2. 基因 (Gene) 如何解釋物種間的差異性  In 1859, 達爾文提出論文解釋 : 物種起源 生物特徵如何傳遞給子代  孟德爾 : 基因依著分離律及獨立分配律而傳遞到子代 基因在哪裡  1902, Sutton: 蚱蜢有 11 對染色體, 但生殖細胞只有每對染 色體中之一個  1905, Stevens and Wilson: 性別決定於 X 及 Y 染學體  1915, Morgan: 果營的性聯遺傳 基因位於染色體上

3. 基因 (Gene) 基因如何工作  1908,Garrd: 指出先天性代謝錯誤  1941,Beadle: 一個基因，一個酵素 遺傳物質是由什麼化學物質組成  1869, Miescher 發現細胞核中有種新的物質，稱之為核酸， 但細胞核中除了核酸外，也有很多蛋白質 當時蛋白 質被認為是遺傳物質 (X)  1944, Avery 利用肺炎雙球菌的實驗證實遺傳物質為核酸  1952, Hershey 利用不同的放射線標記噬菌體的蛋白質和 核酸，只有 DNA 會進入細菌 遺傳物質為核酸

4. 噬菌體

5. DNA 分子的立體結構是什麼 1953, Watson and Crick 解出 DNA 的立體結 構 開啟分子遺傳學的大門 核酸  五碳糖  磷酸  鹼基

6. 五碳糖 RNA DNA

7. 磷酸

8. 鹼基 AG C U T

9. 基因 (Gene)---DNA DNA chain

10. DNA 為雙螺旋分子 X 光繞射光譜

11. DNA 複製 1958, Meselson and Stahl 以 N 15 作為細菌複 製時的氮源，之後在 以 N 14 取代 N 15 半保留性

12. 如何由 DNA 分子結構解釋蛋白質合成機制 1957, Crick 提出中心教條 ”DNA 製造 RNA ， RNA 製造蛋白質 ” 中心教條大體上是對的，但也有些需要修正  有許多 RNA 病毒： RNA  DNA  RNA  Protein  跳躍基因  真核細胞 RNA 需要經過剪接  不只蛋白質具酵素功能，某些 RNA 也具酵素功能  某些基因可經不同的轉錄起始點或不同的剪接方式，製備 出多種 RNA ，而轉錄成功能不同的蛋白質

13. 真核細胞 RNA 需要經過剪接

14. 不只蛋白質具酵素功能，某些 RNA 也具酵 素功能 First identified in plant virus

15. 基因工程 基因選殖 DNA 定序 基因突變 聚合酵素連鎖反應 DNA 晶片

16. 基因選殖

17.  1970, Smith 發現第二類核酸限 切酵素 ， 可以很準確分割 DNA  1973, Boyer-Cohen-Chang 完 成第一基因選殖的工作

18. 第二類核酸限切酵素 鈍端 (blunt end ) 黏端 (sticky end)

19. 連接酵素 (ligase)

20. Agarose Gel Electrophoresis

21. 載體 (vector)

22. 寄主細胞 (host) 蛋白質表現系統主要有  大腸桿菌 : 操作方便、便宜 缺點 : 沒有修飾蛋白質的能力 無法正確摺疊 會產生毒素  酵母菌  昆蟲細胞 : 操作較複雜、成本高  哺乳類細胞 : 操作較複雜、成本高

23. 基因選殖的主要功能 大量製備特定 DNA 片 段 大量生產蛋白質

24. DNA 定序 Maxam-Gilbert Method G Reaction  ATTGACTTAGCC  ATTGACTTA  ATT A and G Reaction  ATTGACTTAGCC  ATTGACTTA  ATTGACTT  ATTG  ATT T and C Reaction  ATTGACTTAGCC  ATTGACTTAGC  ATTGACTTAG  ATTGACT  ATTGAC  ATTGA  AT  A C Reaction  ATTGACTTAGCC  ATTGACTTAGC  ATTGACTTAG  ATTGA CCGATTCAGTTCCGATTCAGTT

25. DNA 定序 Sanger 雙去氧核酸鏈中止 自動核酸定序儀 人類基因體計畫

26. 基因突變 方式  刪除 ( 圖一 )  嵌入 ( 圖二 )  置換 ( 圖三 ):GC  AT

27. 聚合酵素連鎖反應

28. 聚合酵素連鎖反應 (1)

29. 聚合酵素連鎖反應 (2)

30. 聚合酵素連鎖反應 (3)

31. 聚合酵素連鎖反應 除可製備大量 DNA 外 ，也可用來突變  PCR 刪除 ( 圖六 )  PCR 嵌入 ( 圖五 )  PCR 置換 ( 圖四 )

32. DNA 生物晶片 Eur J Nucl Med 2002, 29, 115-32 Control or treatment mRNA Reverse transcriptase to generate Cy3/Cy5 cDNA probes Hybridization to the gene chip Data analysis Fluorescently labeled DNA or RNA hybridization

33. DNA 生物晶片 Affymetrix Agilent ABC 晶宇 : 腸病毒晶片