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基因工程的概念,基因工程的概念和应用(什么是基因工程)

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内容导航:1、什么是基因工程2、基因工程的概念3、什么是基因工程?4、基因工程的含义是什么?

1、什么是基因工程

基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,或者叫做遗传工程。人类利用分子学、遗传学等各领域知识,在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,克服远缘物种和不同物种的杂交不亲性和隔离障碍,以实现医疗、生产方面的目的。

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设计基因方案,用人为的手段将供体生物的遗传物质DNA片段提取出来,在实验室用适当的工具酶进行切割减裁,把它与目标载体的DNA分子连接起来,然后将拼接的DNA分子导入健康、活性高、可繁殖的受体细胞中,使得这一段遗传信息进行正常的复制和表达,从而获得新性状、新品种。

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由于动物生理结构复杂,实验难度大,目前基因工程大多运用在细菌和植物身上。比如,最典型的例子,科学家将指导胰岛素蛋白生产的基因植入大肠杆菌体内,随着大肠杆菌的复制,产生了大量的胰岛素。这远远比在其他生物体内提取胰岛素经济、快捷。

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再比如广受争议的转基因大豆,将抗病基因和高蛋白基因植入农作物的体内,在增产的同时也能提高其营养价值。但是对于转基因大豆,科学家提出两方面不利因素的考虑,一方面出于健康角度,由于基因的难以控制,基因工程可能导致食品营养成分被破坏,产生毒性、过敏性的问题;另一方面出于生态角度,具有抗病虫能力的农作物可能导致产生抗体的害虫的进化、优势的农作物可能成为优势物种影响生物多样性。

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目前有一例基因工程的实验,数十亿人因为蚊子所携带的传染病而失去生命,而蚊子所携带的疟疾可能是目前最危险的传染病之一,以2015年为例,疟疾造成将近五十万人死亡,疟疾通过蚊子叮咬传染给人,在人体潜伏,致病后血液中携带病毒,此时另一个蚊子再次叮咬,就成为病毒的顺风车,以寻找下一个宿主,人类设想通过基因工程,将抗疟疾基因植入蚊子体内,并通过基因驱动技术使得该基因表现为必须遗传的性质,通过蚊子的交配繁殖,使得抗性基因传播,直至完整种群获得抗性,那么即使蚊子叮咬了患病的患者,也不能携带病毒了。

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并且这只是其中一种病毒,理论上所有蚊子携带的其他病毒都可以通过这种手段进行源头上的控制,同理其他人类病毒的携带者也可以进行基因改造。乐观派科学家认为应该采取这种先进的技术为人类谋求福利。

但人类史上从来没有这样的前例,完全地改造整个种群,也就是改造自然,可能带来突变的危险,且疟疾等疾病有自我变异适应这一改造的可能。

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相关的争论从未停止,但总体上来说,目前基因工程的利用处于上升阶段,科学研究不断进行、越来越多的生物公司投入生产。相应的,越来越多的声音反对着如转基因技术等相关研究,毕竟,人类尚未能掌握生物的复杂性以及基因的神秘性,不能判断的是蝴蝶效应最终的结果是否有利。

2、基因工程的概念

基因工程,又称基因拼接技术和DNA重组技术,是指以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程具有跨物种性和无性扩增外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖,外源DNA在宿主细胞内可大量扩增和高水平表达。

扩展资料基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于20世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。

基因工程在20世纪取得的进展主要表现在转基因动植物和克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使动植物具有原先没有的全新性状。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。

基因工程具有两个重要特征:1、外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖,能够跨越天然物种屏障,把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中,而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系。2、一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA,且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。

3、什么是基因工程?

基因工程(geneticengineering),也叫基因操作、遗传工程,或重新组体DNA技术。它是一项将生物的某个基因通过基本载体运送到另一种生物的活性细胞中,并使之无性繁殖(称之为“克隆”)和行使正常功能(称之为“表达”),从而创造生物新品种或新物种的遗传学技术。

一般说来,基因工程是专指用生物化学的方法,在体外将各种来源的遗传物质(同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的DNA片段)与载体系统(病毒、细菌质粒或噬菌体)的DNA组合成一个复制子。

这样形成的杂合分子可以在复制子所在的宿主生物或细胞中复制,继而通过转化或转染宿主细胞、生长和筛选转化子,无性繁殖使之成为克隆。然后直接利用转化子,或者将克隆的分子自转化子分离后再导入适当的表达体系,使重组基因在细胞内表达,产生特定的基因产物。基因工程中内外源DNA插入载体分子所形成的杂合分子又称为分子嵌合DNA或DNA嵌合体(DNAchimera)。构建这类重组体分子的过程,即对重组体分子的无性繁殖过程又称为分子克隆(molecularcloning),基因克隆(genecloning)或重组DNA(recombinantDNA)。

在典型的基因工程实验中,被操作的基因不仅能够克隆,而且能够表达。但是在另外一种情况下,为了制备和纯化一段DNA序列,我们只需这一段DNA在受体细胞中克隆就可以了,无需让它表达,这也是一种基因工程实验。

4、基因工程的含义是什么?

基因工程又称遗传工程,旨在研究生物遗传特性的奥秘,利用人工的方法修改生物染色体内的基因,改变基因原有的氨基酸序列,从而产生生物的特变体,即产生一种新的物种。基因工程是现代生物技术的核心,它是20世纪70年代发展起来的一门边缘学科,它的诞生源于现代生物学理论上的发展和技术上的发明。

有人称基因工程是人类创造的操纵生命最有效、最准确的生物工具。

这是建立在分子生物学理论基础之上的一种大胆设想。如果这种没想变成了现实,那么它对人类的贡献是不可估量的。有人认为,这一学科发展的重要性足以相当或超过原子能的利用。基因工程的最终目的是获得目的基因的表达产物,即蛋白质(酶)。

人们掌握基因操作的时间并不长,但已经获得了多种多样的表达产物。用基因工程改造过的微生物、动物、植物层出不穷,它们都被人为地赋予了特殊的使命。

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