基因與再造工程

基因與再造工程經(jīng)過研討“基因敲除〞的耗子將協(xié)助研討人類的癌癥、糖尿病和高血壓等慢性疾病與遺傳的關(guān)系。轉(zhuǎn)基因羊

具有生長快、毛質(zhì)、肉質(zhì)好、疾病少及耐粗飼料等優(yōu)點(diǎn)。在猴子的未受精卵中參與附加基因，并利用它勝利培育出安康活潑的小猴“安迪〞。

經(jīng)過對(duì)“安迪〞的研討我們可以簡(jiǎn)單地引進(jìn)如老年性癡呆病的基因、帕金森病基因等，加快針對(duì)這類疾病疫苗的開發(fā)研討。在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)展人工剪切、拼接，對(duì)基因進(jìn)展改造和重新組合，再導(dǎo)入生物體內(nèi)使導(dǎo)入的基因得以表達(dá)?；蚬こ袒蚬こ毯?jiǎn)介一基因工程的根本內(nèi)容甲生物乙生物取出優(yōu)秀基因“剪切〞

“拼接〞新類型表達(dá)新的生物產(chǎn)品基因敲除技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)生物新類型敲除不利基因新的生物產(chǎn)品㈠基因操作的工具基因的大小以納米計(jì)算，要對(duì)它進(jìn)展剪切、拼接等操作，沒有非常精細(xì)的工具是不行的。進(jìn)展基因操作最少需求以下三種工具：１、基因的剪刀──限制性內(nèi)切酶〔限制酶〕一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。重播DNA被限制酶切斷后有兩個(gè)反向互補(bǔ)的“黏性末端〞。被同一種限制切斷的幾個(gè)DNA具有一樣的黏性末端，可以經(jīng)過互補(bǔ)進(jìn)展配對(duì)。２、基因的針線──DNA銜接酶銜接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端銜接起來，使之成為一個(gè)完好的DNA分子。重播２、基因的針線──DNA銜接酶銜接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端銜接起來，使之成為一個(gè)完好的DNA分子。3、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體要讓一個(gè)從甲生物細(xì)胞內(nèi)取出來的基因在乙生物體內(nèi)進(jìn)展表達(dá)，首先得將這個(gè)基因送到乙生物的細(xì)胞內(nèi)去！能將外源基因送入細(xì)胞的工具就是運(yùn)載體。運(yùn)載體必需同時(shí)滿足三個(gè)要求：①能與目的基因結(jié)合；②能進(jìn)入受體生物細(xì)胞并在受體生物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)；③比較容易得到。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腸桿菌、枯草桿菌等的質(zhì)粒能同時(shí)滿足以上三個(gè)要求。目前被較廣泛提取運(yùn)用的目的基因有：蘇云金桿菌抗蟲基因、人胰島素基因、人干擾素基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。㈡基因操作的根本步驟１、提取目的基因——將

需求的基因從供體生物

的細(xì)胞內(nèi)提取出來。供體生物細(xì)胞取出DNA用限制酶剪去多余部分目的基因限制酶提取目的基因的方法用限制酶切斷成許多片段⑴直接分別基因——鳥槍法將供體生物的DNA用限制酶切割為許多片段，再用運(yùn)載體將這些片段都運(yùn)載到受體生物的不同細(xì)胞中去。只需有一個(gè)細(xì)胞獲得了需求的目的基因并得以表達(dá)，基因工程就算勝利了。

該法最大的缺陷是帶有很大的盲目性，任務(wù)量大，勝利率低。且不能將真核生物的基因轉(zhuǎn)移到原核生物中去。⑵人工合成基因法DNA合成儀有兩種方法：

①逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成合成DNA(基因)。

②直接合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸順序推算出信使RNA核苷酸順序，再據(jù)此推算出基因DNA的脫氧核苷酸順序。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。2、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合用與提取目的基因一樣的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個(gè)切口，將目的基因插入切口處，讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補(bǔ)配對(duì)后，在連拉酶的作用下銜接構(gòu)成重組DNA分子。3、將目的基因?qū)胧?/p>

體細(xì)胞并使之?dāng)U增導(dǎo)入擴(kuò)增要讓目的基因表達(dá)，必需將它導(dǎo)入受體細(xì)胞并進(jìn)展擴(kuò)增。

為獲得目的基因的表達(dá)產(chǎn)物時(shí)，通常以大腸桿菌等無害易得的細(xì)菌為受體。為改良某種生物時(shí)，將欲改良的生物細(xì)胞為受體。為使重組的DNA分子更容易進(jìn)入受體細(xì)胞，通常還要用一些物質(zhì)對(duì)受體細(xì)胞進(jìn)展處置，使受體細(xì)胞具有更大的通透性。4、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)前三步的處置非常繁鎖，為保證目的基因得到有效利用，通常用大量的受體細(xì)胞來接受不多的目的基因。這樣，處置的受體細(xì)胞中真正攝入了目的基因的很少，必需將它從中檢測(cè)出來。無表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物有表達(dá)產(chǎn)物無表達(dá)產(chǎn)物細(xì)菌的檢測(cè)，將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培育構(gòu)成菌落，檢測(cè)菌落中能否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保管有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培育、研討。多細(xì)胞生物的檢測(cè)，將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培育并誘導(dǎo)發(fā)育成完好個(gè)體，檢測(cè)這些個(gè)體能否攝入目的基因，攝入的基因能否表達(dá)〔能否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀〕。淘汰無變化的個(gè)體，保管有相應(yīng)變化的個(gè)體進(jìn)一步培育、研討。例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒病癥，闡明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達(dá)。如蟲吃后中毒死亡，那么闡明攝入了抗蟲基因并得到表達(dá)。二基因工程的成果與開展前景１、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生我國消費(fèi)的部分基因

工程疫苗和藥物⑴基因工程藥品的消費(fèi)許多藥品的消費(fèi)是從生物組織中提取的。受資料來源限制產(chǎn)量有限，其價(jià)錢往往非常昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化消費(fèi)。假設(shè)將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能處理產(chǎn)量問題，還能大大降低消費(fèi)本錢。胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依托從豬、牛等動(dòng)物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價(jià)錢之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培育液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化消費(fèi)不但處理了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價(jià)錢降低了30%-50%!干擾素治療病毒感染幾乎是“萬能靈藥〞！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴〞程度自不用多說。人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等經(jīng)過基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化消費(fèi)，均為解除人類的病苦，提高人類的安康程度發(fā)揚(yáng)了艱苦的作用。人造血液及其消費(fèi)⑵基因診斷與基因治療運(yùn)用基因工程設(shè)計(jì)制造的“DNA探針〞檢測(cè)肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。我國研討人員正在制備用于基因治療的基因工程細(xì)胞經(jīng)過基因工程給患有遺傳病的人體內(nèi)導(dǎo)入正?；蚩伞耙淮涡渊暯獬∪说募部唷＃?、基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新種類，還可以培育出具有特殊用途的動(dòng)、植物。生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠超級(jí)動(dòng)物特殊動(dòng)物3、基因工程與環(huán)境維護(hù)⑴環(huán)境監(jiān)測(cè)：

基因工程做成的DNA探針可以非常靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t水中只需10個(gè)病毒也能被DNA探針檢測(cè)出來利用基因工程培育的“指示生物〞能非常靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。⑵環(huán)境污染治理：

基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌〞能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育勝利的“