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基因工程课程综述

班级：11生物技术学号：1102021044姓名：赵贺志

摘要：从20世70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进

步与发展，已成为生物技术的核心内容。没有人可以否认，DNA重组技术将成

为21世纪最重要的学科。

关键词：基因工程操作步骤应用

1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基（WaclawSzybalski）称基因重组技

术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA限制酶的纳森斯

（DanielNathans）、亚伯（WernerArber）与史密斯（HamiltonSmith）时，

斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新

时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原

理的基因工程。

基因工程（geneticengineering）又称DNA重组技术，是指将一种或多种

生物体的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体内，使之按

照人们的意愿稳定的遗传并表达出新的产物或新性状的DNA体外操作程序，也

称之为分支克隆技术。因此，供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基本元

件。

广义上包括传统遗传操作中的杂交技术、现代遗传操作中的基因工程和细

胞工程。是指DNA重组技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技术两

大组成部分。上游技术：基因重组、克隆和表达的设计与构建（即DNA重组技

术）：下游技术：基因工程菌（细胞）的大规模培养、外源基因表达产物的分

离纯化过程。上游重组DNA的设计必须以简化下游操作工艺和装备为指导思想；

下游过程则是上游重组蓝图的体现与保证。基因工程产业化的基本原则。

基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，包括上游技术和下游技

术两大组成部分。上游技术指的是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重

组DNA技术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞或基因工程生物体的大规

模培养以及基因产物的分离纯化过程。

基因工程的特征包括跨物种性和无性扩增。前者指外源基因到另一种不同

的生物细胞内进行繁殖。后者指外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表

达。

基因工程的理论基础包括DNA是遗传物质、DNA双螺旋结构和“中心法则”

以及遗传密码。技术突破包括：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体、感受

态体系、琼脂糖凝胶电泳和DNA测序技术。

基因工程的操作步骤：

1.提取目的基因：获取目的基因是实施基因工程的第一步。其中主要有两

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。

2.目的基因与运载体结合

基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二

步，也是基因工程的核心。

3.将目的基因导入受体细胞

将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。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。

4.目的基因的检测和表达

目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通

过检测与鉴定才能知道。

基因工程的应用：

一、基因工程在农牧业、食品工业上的应用

运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽

新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。例如：转基因鱼、转基因牛、

转黄瓜抗青枯病基因的甜椒、转鱼抗寒基因的番茄、抗虫棉。

二、基因工程在环境保护中的应用

（1）环境监测：基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病

毒、细菌等污染。

（2）环境污染净化——生物降解：利用基因工程培育的指示生物能十分灵

敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和

转化污染物。

三、基因工程在医学上的应用

基因治疗最初是针对单基因缺陷的遗传疾病，目的在于有一个正常的基因

来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。

用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达，并因表达产物——蛋白

质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术，治

病治根，所以有人又把它形容为“分子外科”。

我们可以将基因治疗分为性细胞基