基因与再造工程

基因与再造工程经过研讨“基因敲除〞的耗子将协助研讨人类的癌症、糖尿病和高血压等慢性疾病与遗传的关系。转基因羊

具有生长快、毛质、肉质好、疾病少及耐粗饲料等优点。在猴子的未受精卵中参与附加基因，并利用它胜利培育出安康活泼的小猴“安迪〞。

经过对“安迪〞的研讨我们可以简单地引进如老年性痴呆病的基因、帕金森病基因等，加快针对这类疾病疫苗的开发研讨。在生物体外对DNA分子进展人工剪切、拼接，对基因进展改造和重新组合，再导入生物体内使导入的基因得以表达。基因工程基因工程简介一基因工程的根本内容甲生物乙生物取出优秀基因“剪切〞

“拼接〞新类型表达新的生物产品基因敲除技术转基因技术生物新类型敲除不利基因新的生物产品㈠基因操作的工具基因的大小以纳米计算，要对它进展剪切、拼接等操作，没有非常精细的工具是不行的。进展基因操作最少需求以下三种工具：１、基因的剪刀──限制性内切酶〔限制酶〕一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。重播DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏性末端〞。被同一种限制切断的几个DNA具有一样的黏性末端，可以经过互补进展配对。２、基因的针线──DNA衔接酶衔接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端衔接起来，使之成为一个完好的DNA分子。重播２、基因的针线──DNA衔接酶衔接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端衔接起来，使之成为一个完好的DNA分子。3、基因的运输工具——运载体要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进展表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去！能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。运载体必需同时满足三个要求：①能与目的基因结合；②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；③比较容易得到。

科学家发现大肠杆菌、枯草杆菌等的质粒能同时满足以上三个要求。目前被较广泛提取运用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、人胰岛素基因、人干扰素基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。㈡基因操作的根本步骤１、提取目的基因——将

需求的基因从供体生物

的细胞内提取出来。供体生物细胞取出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断成许多片段⑴直接分别基因——鸟枪法将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只需有一个细胞获得了需求的目的基因并得以表达，基因工程就算胜利了。

该法最大的缺陷是带有很大的盲目性，任务量大，胜利率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。⑵人工合成基因法DNA合成仪有两种方法：

①逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。

②直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。2、目的基因与运载体结合用与提取目的基因一样的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用下衔接构成重组DNA分子。3、将目的基因导入受

体细胞并使之扩增导入扩增要让目的基因表达，必需将它导入受体细胞并进展扩增。

为获得目的基因的表达产物时，通常以大肠杆菌等无害易得的细菌为受体。为改良某种生物时，将欲改良的生物细胞为受体。为使重组的DNA分子更容易进入受体细胞，通常还要用一些物质对受体细胞进展处置，使受体细胞具有更大的通透性。4、目的基因的检测和表达前三步的处置非常繁锁，为保证目的基因得到有效利用，通常用大量的受体细胞来接受不多的目的基因。这样，处置的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必需将它从中检测出来。无表达产物无表达产物有表达产物无表达产物细菌的检测，将每个受体细胞单独培育构成菌落，检测菌落中能否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保管有表达产物的进一步培育、研讨。多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培育并诱导发育成完好个体，检测这些个体能否摄入目的基因，摄入的基因能否表达〔能否表现出相应的性状〕。淘汰无变化的个体，保管有相应变化的个体进一步培育、研讨。例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒病症，阐明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，那么阐明摄入了抗虫基因并得到表达。二基因工程的成果与开展前景１、基因工程与医药卫生我国消费的部分基因

工程疫苗和药物⑴基因工程药品的消费许多药品的消费是从生物组织中提取的。受资料来源限制产量有限，其价钱往往非常昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化消费。假设将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能处理产量问题，还能大大降低消费本钱。胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依托从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价钱之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培育液就能产生100g胰岛素！大规模工业化消费不但处理了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价钱降低了30%-50%!干扰素治疗病毒感染几乎是“万能灵药〞！过去从人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍贵〞程度自不用多说。人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等经过基因工程实现工业化消费，均为解除人类的病苦，提高人类的安康程度发扬了艰苦的作用。人造血液及其消费⑵基因诊断与基因治疗运用基因工程设计制造的“DNA探针〞检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。我国研讨人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞经过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性〞解除病人的疾苦。２、基因工程与农牧业、食品工业运用基因工程技术，不但可以培育优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新种类，还可以培育出具有特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级动物特殊动物3、基因工程与环境维护⑴环境监测：

基因工程做成的DNA探针可以非常灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。1t水中只需10个病毒也能被DNA探针检测出来利用基因工程培育的“指示生物〞能非常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。⑵环境污染治理：

基因工程做成的“超级细菌〞能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育胜利的“