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什么是基因工程，基因工程技術原理

所謂基因工程，是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術，又叫基因拼接技術或DNA重組技術?；蚬こ碳夹g是以分子遺傳學為理論基礎，以分子生物學和微生物學的現(xiàn)代方法為手段，將不同來源的基因按預先設計的藍圖，在體外構建雜種DNA分子，然后導入活細胞，使這個基因能在受體細胞內(nèi)復制、轉錄、翻譯表達的操作，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品的技術。

基因工程技術為基因的結構和功能的研究提供了有力的手段?；蚬こ毯图毎こ獭⒚腹こ?、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程。

基因工程基本操作步驟

基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲?。虎诨虮磉_載體的構建；③將目的基因導入受體細胞；④目的基因的檢測與表達．其中，基因表達載體的構建是基因工程的核心．

1、獲取目的基因的方法主要有兩種：

一是從供體細胞的DNA中直接分離基因,最常用的方法是“鳥槍法”又叫“散彈射擊法 ,另一種是人工合成基因,這種方法有兩條途徑,

二是以目的基因轉錄的信使RNA為模板,反轉錄成互補的單鏈DNA,再在酶的作用下合成雙鏈DNA,即目的基因,另一條途徑是蛋白質的氨基酸序列,推測出信使RNA序列,再推測出結構基因的核苷酸序列,然后用化學的方法以單核苷酸為原料合成.

2、基因表達載體的構建

基因表達載體的構建（即目的基因與運載體結合）是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。目的是使目的基因能在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

3、將目的基因導入受體細胞

將目的基因導入受體細胞是實施基因工程的第三步。目的基因的片段與運載體在生物體外連接形成重組DNA分子后，下一步是將重組DNA分子引入受體細胞中進行擴增。

用人工方法使體外重組的DNA分子轉移到受體細胞，主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑。例如，如果運載體是質粒，受體細胞是細菌，一般是將細菌用氯化鈣處理，以增大細菌細胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。目的基因導入受體細胞后，就可以隨著受體細胞的繁殖而復制，由于細菌的繁殖速度非常快，在很短的時間內(nèi)就能夠獲得大量的目的基因。

4、目的基因的檢測與表達

檢測目的基因是否表達最直接的就是檢測目的蛋白，一般都是用western blot；如果是分泌蛋白，可以做ELISA；如果蛋白有特殊的功能（比如GFP，綠色熒光蛋白），也可以直接檢測其功能（比如看有無綠色熒光）。間接的話，可以檢測目的mRNA是否存在，用的是northern blot或者RT-PCR。要注意的是，因為翻譯階段有可能存在調(diào)控，所以有些情況下mRNA存在不代表蛋白存在，即基因轉錄了未必翻譯。所以間接的手段一般作為旁證。

基因工程優(yōu)點

基因工程是指重組DNA技術的產(chǎn)業(yè)化設計與應用，包括上游技術和下游技術兩大組成部分。上游技術指的是基因重組、克隆和表達的設計與構建（即重組DNA技術）；而下游技術則涉及到基因工程菌或細胞或基因工程生物體的大規(guī)模培養(yǎng)以及基因產(chǎn)物的分離純化過程。

基因工程最突出的優(yōu)點是打破了常規(guī)育種難以突破的物種之問的界限，可以使原核生物與真核生物之間、動物與植物之間，甚至人與其他生物之間的遺傳信息進行重組和轉移。人的基因可以轉移到大腸桿菌中表達，細菌的基因可以轉移到植物中表達。

基因工程應用

1、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生

（1）生產(chǎn)基因工程藥品

①優(yōu)點：高質量、低成本

②舉例：胰島素、干擾素、乙肝疫苗等60多種

（2）基因診斷

①含義：用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。

②舉例：用DNA探針檢測出肝炎患者的病毒，為診斷提供了一種快速簡便方法。

③成果：已能夠檢測出腸道病毒、單純皰疹病毒等多種病毒；在診斷遺傳病方面發(fā)展尤為迅速；在腫瘤診斷中的應用取得重要成果。

（3）基因治療

①含義：把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。

②舉例：半乳糖血癥（病因、研究成果）

③發(fā)展前景：許多遺傳病及疑難病癥將被人類征服。

2、與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)

（1）農(nóng)業(yè)：培育高產(chǎn)、優(yōu)質或具特殊用途的動植物新品種。

（2）畜牧養(yǎng)殖業(yè)：培育體型巨大（如超級小鼠、超級綿羊、超級魚等）、品質優(yōu)良（如具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質量的皮毛等）的轉基因動物；利用外源基因在哺乳動物體內(nèi)的表達獲得人類所需要的各種物質，如激素、抗體及酶類等。

（3）食品工業(yè)：為人類開辟新的食物來源。

3、基因工程與環(huán)境保護

（1）用于環(huán)境監(jiān)測：用DNA探針可檢測飲水中病毒的含量

①方法：使用一個特定的DNA片段制成探針，與被檢測的病毒DNA雜交，從而把病毒檢測出來。

②特點：快速、靈敏

（2）用于被污染環(huán)境的凈化：分解石油的“超級細菌”；“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細菌；能夠凈化鎘污染的植物；構建新的殺蟲劑；回收、利用工業(yè)廢物等

2018-09-06 14:20:09 2201 http://www.yiqi.com/citiao/detail_1396.html 熱門標簽： 基因敲除技術方法_基因敲除操作步驟_基因敲除載體構建基因治療_癌癥基因治療_體細胞、生殖細胞基因治療什么是等位基因頻率_等位基因頻率計算方法