浅谈基因工程的相关知识

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1、浅谈基因工程的应用摘要：基因工程作为一门理论性与实践性较强的学科，其方法与技术已经渗透到现代生命科学的各个分支领域，成为生命科学的一门核心技术。基因工程包含许多独特的实验方法和技术，不仅内容丰富,涉及面广,实用性也强。基因工程是通过DNA重组技术，获得具有特殊生物遗传性状和功能的遗传工具生物体，基因工程技术广泛应用于农业、医学、食品工业等。本文就基因工程的应用现状综合阐述。【关键字】基因工程;基因【概念】基因工程(乂称DNA重组技术、基因重组技术)，是20世纪70年代初兴起的技术科学，是用人工的方法将目的基因与载体进行DNA重组，将

2、DNA重组体送入受体细胞，使它在受体细胞内复制、转录、翻译，获得目的基因的表达产物。这种跨越天然物种屏障，把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞之中的能力，是基因工程技术区别于其他技术的根本特征。【基因工程研究内容】(1)从复杂的生物有机体基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有冃的基因的DNA片段。(2)在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子。(3)重组DNA分了转移到适当的受体细胞，并与之一起增殖。(4)从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得

3、了重组DNA分子的受体细胞克隆。(1)从这些筛选出来受体细胞克隆，提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究使用。(2)将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质【基因工程的广泛应用】在农业上的应用抗除草剂的植物基因工程资料表明，每年杂草造成的经济损失占农作物总产值的10%-20%左右尽管除草剂的使用，对大规模机械化耕作，减少劳力开支和提高量有极为重要的作用，但一般除草剂的选择性较差，即除了杀草以外，还会将作物杀死。现在利用生物技术，将能抵抗除草剂的基因转移到植物屮，获得抗

4、除草剂的植物，如美国的孟山都公司将除草剂草甘磷的靶酶(EPSPS)的cDNA克隆转入油菜⑵，目前，已获得的抗除草剂作物有大豆、棉花、玉米、水稻和甜菜等20多种。抗虫的植物基因工程生物防治害虫的工作已经开展多年，主要是利用苏云金杆菌中的毒蛋白(结晶蛋白)对害虫有毒害作用，使用这些杆菌来控制害虫。现在，人们可以通过克隆这些毒蛋白的基因(Bt基因)并把这些基因转移到植物细胞中，从而获得能抗虫的转基因植物。目前，Bt基因已被转入烟草、番茄、马铃薯、水稻、玉米及棉花等多种植物屮。1996年转Bt基因棉花在美国种植66万hm2经中国农科院棉花所

5、引进在华北试种两年，在多点表现突岀，在完全不喷杀虫剂的情况下，单产仍然高于喷撒2-3次杀虫剂的中国推广棉花[3],显示出了控制棉铃虫的极好前景。动物转基因育种动物基因工程研究主要集中在改良家畜、家禽的经济性状和通过转基因动物进行药物或蛋白质的生产等方面，目前已取得了显著的成就，先后培育出转基因猪、羊、牛和鱼等，另一种转基因猪是带有人体基因的猪，这种转基因猪客望能解决人体移植动物器官的遗体排斥问题。随着动物基因工程技术的逐渐成熟和转人体血红蛋白的基因猪、转人体血清蛋白的基因山羊等的问世，不仅能生产岀大量人类所需的血红蛋白、白蛋白等药物

6、而且为动物育种开辟了一条全新的途径。在医学上的应用基因工程药物利用基因工程技术开发新型治疗药物是当前最活跃和发展最快的领域。自1982年世界第一个基因工程药物——重组胰岛素投放市场以来，基因工程药物就成为制药行业的一支奇兵，每年平均有3-4个新药或疫苗问世，开发成功的约50个药品，诸如人胰岛素、忍尿激酶、人生长激素、干扰素、激活剂、乙肝疫苗等广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传统化学药物难以达到的作用。为治愈癌症正在研制的用单克隆抗体制成的“生物导弹”,就是按照人类的设计，把

7、“生物导弹”发射出去，精确的命中癌细胞，并炸死癌细胞，而不伤害健康的细胞，比如专门用于肿瘤的“肿瘤基因导弹”等。可见，生物工程药物将成为21世纪药业的支柱。而脱氧核糖核酸或者基因疫苗的问世，变革了机体的免疫方式。如今，人们翘首关注困扰人类的艾滋病病毒疫苗的早日问世。尽管目前诱变育种技术仍是改良微生物工业生产菌种的主要手段,但是基因工程技术在改良工业生产菌种方面已有成功的报道。最常见的是将控制药物合成关键步骤的酶基因克隆，通过适当的载体转移到原生产菌中，以使控制限速步骤的酶水平，从而提高产量。Malmberg等［7］构建了一种带有编码

8、赖氨酸£-氨基转移酶基因(lysine-£-aminotranster-ase,LAT)这种控制Streptomycesclavuligcrus生物合成头霉素C的限速步骤的关键酶的基因(lat)的高拷贝质粒，并转入这种头霉素产生菌，使