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基因工程初探

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李谨

摘要基因工程作为20世纪生命科学领域最伟大的成就，促进了社会经济的发展，满足了人们各方面的生活需求。本文主要对基因工程内容进行概述，并探索基因工程在各个领域的应用分析。

关键词基因工程；科学探索

G2A2095—6363（2017）03—0013—01

随着科学技术、经济的迅速发展，基因工程技术在农业、工业、医药、能源等领域应用越来越广，用途越来越大，地位日益提高，且作为一门新兴生物学科，通过学习使学生对于基因工程的基本概念以及其探索应用领域等方面都有了一个详细的了解，对于提高学生知识水平、综合素质有着至关重要的作用。

1基因工程概述

1.1基因工程概念及其特征

基因工程又可以称为DNA重组技术，是根据人们各方面的需求意愿，提取出来一种生物的某种基因，并对其进行改造和重新组合，最后将其转移到另外一种生物的细胞里，从而改变了生物原有的遗传性状，创造出了人们所需要的新品种。

基因工程有2个重要特征，第一是广泛性，可以实现人们把任何生物的基因转移到毫无关系的任意其他受体细胞中的愿望，生物的遗传特性被改变并且创造出了新的生物性状；第二就是可复制性，一些DNA可以在受体细胞内进行复制，使大量纯化的DNA片段准备成为可能，有利于加深对分子生物学的研究领域。

1.2基因操作基本工具

基本工具主要有3種：第1种为基因的剪刀“限制性核酸内切酶”即“分子手术刀”它主要是从原核生物钟分离出来，存在于微生物体内，其具有的特定性表现在只能辨别指定的核苷酸序列并且在指定的地方进行分割DNA分子活动，分割后的末端产生了粘性平端和平末端两种表现形式；第2种是基因的针线“DNA连接酶”即“分子缝合针”，其种类分为粘性末端、粘性末端和平末端。它可以把粘性末端之间的缝隙缝合起来从而形成一个重组的DNA分子；第3种是基因的运输工具“运载体”即“分子运输车”，具备自我复制、多个限制酶切点、有标记基因、对受体细胞无伤害的4个条件，目的就是将基因送入到受体细胞内，常见的种类有质粒、噬菌体等。

1.3基因工程基本操作步骤

基因工程的基本操作步骤主要有以下4步：第一，合理获得目的基因。一般是通过采用CDNA文库法、人工合成法、基因文库法等途径办法来完成编码蛋白质结构基因的获取，并通过PCR技术达到扩增目的基因的效果，其中PCR技术就是指遵循DNA复制原理，在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。第二，基因工程的核心内容即建立基因表达载体。其目的主要是为了使受体细胞中的目的基因的存在保持稳定并良好地遗传给后代，同时保证目的基因的功能得到最有效最大的发挥。目的基因、标记基因、启动子以及终止子四者共同构成了基因表达载体。第三，将目的基因植入进受体细胞内。其通常是指将目的基因导入到受体细胞中，并保持稳定和表达的一个操作过程。一般来说导入动物细胞和植物细胞、微生物方法各异。第四，目的基因的检测和鉴定。该步骤的主要目的就是检查转基因生物的染色体是否合理地插入了目的基因，同时目的基因是否已经翻译成了蛋白质，完成了转录。其检测办法一般有分子杂交技术等。鉴定就是指对生物进行个体水平的鉴定，例如鉴定转基因抗虫植物是否表现抗虫性状。

2基因工程的探索应用

2.1基因工程在农业方面的应用

目前，基因工程在农业领域方面的应用较为广泛，其主要就是为了提高农作物抗病虫害的能力，改善农作物的品质，增加产量，在这些领域，基因工程已经取得了引入注目的成绩。首先是植物抗病基因工程，其随着迅速发展的植物病毒分子生物学也得到了全面开展应用，例如：或者中科院通过把抗病毒基因植入到水稻的细胞里的方法，从而使得培育出来的水稻也就有一定的抗病虫害的能力。其次基因工程技术通过采用特异性启动子与RNA酶基因构建嵌合基因的途径，使植物雄系不育性成为了可能，其成功应用于小麦、油菜和果树等。同时为农业创造了高质高产的新品种。最后随着人们生活水平的提高以及对农产品的口味、口感的要求也越来越高，改善植物品质的基因工程也慢慢被应用到农产品中，其主要是通过基因转移来达到改变植物中氨基酸或者脂肪含量等品质特性的目的。例如：将水仙花的2个基因和一种细菌的一个基因共同植入到水稻中，从而形成水稻的一种新品种，这种新水稻富含铁锌元素，并将其转化成维生素A的胡萝卜素，防止贫血和缺少维生素A，最后大米呈现金黄色，成为了“金米”或者是根据国外的相关研究，为了使普通的小麦富含更多的高分子量的面筋蛋白质，从而将其基因转移到普通小麦里，从而改善小麦基因，使小麦更具弹性。

2.2基因工程在医学方面的应用

现今，基因工程在医学方面的应用最为活跃，其在新药物研制、疾病诊断以及治疗方面都有着不可忽视的作用。以基因工程药物为主导的基因工程的应用产业在全球发展迅速、前景良好开阔，目前利用基因工程生产的药物主要包括疫苗、抗