我们身边的基因工程

1、我们身边的基因工程毛春龙、程II摘要:基因工程作为一门理论性与实践性较强的学科，其方法与技术已经渗透到 现代生命科学的各个分支领域，成为生命科学的一门核心技术。基因工程包含许 多独特的实验方法和技术,不仅内容丰富，涉及面广，实用性也强。基因工程是通 过DNA重组技术，获得具有特殊生物遗传性状和功能的遗传工具生物体，基因 工程技术广泛应用于农业、医学、食品工业等。本文就基因工程的应用现状综 合阐述。现在就让我们去了解关于基因工程的信息，比如：转基因食品、基因 工程药物、转基因食品五大隐患、基因工程对人类的意义等。关键词：基因工程、转基因、重组脱氧核糖核酸、DNA、隐患、意义。基因工程技术是一项极

2、为复杂的高新生物技术，它利用现代遗传学与分子 生物学的理论和方法，按照人类所需，用DNA重组技术对生物基因组的结构和 组成进行人为修饰或改造，从而改变生物的结构和功能，使之有效表达出人类 所需要的蛋白质或人类有益的生物性状。基因工程从诞生至今，仅有30年的历 史，然而，无论是在基础理论研究领域，还是在生产实际应用方面，都已取得 了惊人的成绩。首先，基因工程给生命科学自身的研究带来了深刻的变化。目前 科学家已完成了多种细胞器的基因组全序列测定工作。其次，基因工程具有广 泛的应用价值，能为工农业生产、医药卫生、环境保护开辟新途径。调查内容1调查地点和方法1.1调查地点：学校超市和雅安吉选、九龙、诚

3、信、博娟等各大超市，雅安各 大药店以及网络查询1.2调查方法：首先，通过上网查询大概的基因工程产品。然后，去上述的地 点查询所收到的物品。其次，查阅相关的文献资料。最后，总结归纳。调查结果2.基因工*简介2.1中文名称：基因工程2.2英文名称： genetic engineering;gene engineering2.3其他名称：重组脱氧核糖核酸技术(recombinant DNA technique)2.4概念基因工程(又称DNA重组技术、基因重组技术)，是20世纪70年代初兴 起的技术科学，是用人工的方法将目的基因与载体进行DNA重组，将DNA重组体 送入受体细胞，使它在受体细胞内复制、

4、转录、翻译，获得目的基因的表达产 物。这种跨越天然物种屏障，把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的 寄主生物细胞之中的能力，是基因工程技术区别于其他技术的根本特征。2.5基因工程研究内容从复杂的生物有机体基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分 离出带有目的基因的DNA片段。在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制并具有 选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子。重组DNA分子转移到适当的受体细胞，并与之一起增殖。从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞克 隆。从这些筛选出来受体细胞克隆，提取出已经得到扩增的目的基因，供 进一步分析研究使用。将目的基

5、因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景 下实现功能表达，产生出人类所需要的物质。人们对基因工程的认识目前，是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点：支持者 认为，转基因的农产品更容易生长，也含有更多的营养(甚至药物)，有助于 减缓世界范围内的饥荒和疾病；而反对者则认为，在农产品中引入新的基因会 产生副作用，尤其是会破坏环境。诚然，仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知，但想到利 用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然界中的大几倍、使宠物 不再会引起过敏，许多人便希望也可以对人类基因做类似的修改。毕竟，胚胎 遗传病筛查、基因修复和基因工程等技术不仅可用

6、于治疗疾病，也为改变诸如 眼睛的颜色、智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我 们的后代，但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体特性的例子。 比如，运用此技术，可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子，然后再通 过骨髓移植来治愈患儿。基因工程的应用4.1、转基因动植物将一种人类所需要的外源基因，导入动物或植物体的细胞内，从而获得生物性 状改变的生物技术。4.1.1、抗除草剂的植物基因工程：目前，已获得的抗除草剂作物有大豆、棉花、玉米、水稻和甜菜等20多种。4.1.2、抗虫的植物基因工程：目前毒蛋白的基因已被转入烟草、番茄、马铃薯、水稻、玉米及棉花等多种植物中。4.1.3

7、、动物转基因育种：目前已取得了显著的成就，先后培育出转基因猪、 羊、牛和鱼等。4.2、生产基因药物我国已有18种基因工程药物和疫苗投放市场，并有几十种新产品处于不同 的研制阶段。例如，现在利用基因工程技术，将人的胰岛素基因克隆到大肠杆菌里，通 过大量培养工程菌可以工业规模生产人胰岛素，它给人使用绝对没有问题。用 一个10m3的发酵罐生产一次，所获得的胰岛素就够一个糖尿病病人使用一 年。这样生产的胰岛素质量好，价格低，完全可以满足所有病人的需要。也不 必养猪消耗大量资源。43、基因诊断:基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗 传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常

8、，从而对疾病做出 判断。4.4、基因治疗:基因治疗是指由于某种基因缺陷引起的遗传病通过转基因技术而得到纠正。临床实践已经表明：基因治病已经变革了整个医学的预防和治疗 领域。比如白痴病，用健康的基因更换或者矫正患者的有缺损的基因，就有可 能根治这种疾病。现在已知的人类遗传病约有4000种，包括单基因缺陷和多基 因的综合症。运用基因工程技术或基因打靶的手段，将病毒的基因杀灭，插入 矫正基因，得以治疗、校正和预防遗传疾病的目的。目前，基因治疗已扩大到 肿瘤、心血管系统疾病、神经系统疾病等的治疗。人类也已成功实现了肾、 心、肝、胰、肺等器官的移植，也有双器官和多器官的联合移植。基因治疗有两种途径：一是

9、体细胞的基因治疗，一是生殖细胞的基因治疗。由于生殖细胞的基因治疗操作技术异常复杂，又涉及伦理缓行之理充足， 故尚无人涉足。基因工程是20世纪生命科学中最伟大的成绩，开辟了生命科学 的新纪元。经过几十年的发展，基因工程技术已成为一个巨大的朝阳产业，它 可以超越动物、植物、微生物之间的界限，创造出新的生物类型。基因工程不仅在医学上应用广泛，而且也广泛应用在工业、农业、冶金、环保、资源、能 源、畜牧渔业等领域，为人类的丰衣足食和健康长寿提供了持续的实用价值很 高的产品，发展前景极为广阔。4.5、转基因食品:现在，已有好多这样的牛、绵羊、山羊，可以从它们的奶中 提取出几种人的基因产物。抗感冒的苹果不久

10、的将来会在超市出现，吃了它 们，可抗感冒、防肝炎。把抗病防病的疫苗”基因转”到水果、蔬菜里 去，目前至少已在马铃薯和西红柿中进行了研究。应用典例一转基因大豆转基因大豆的小知识:理：转基因技术就是将人工分离和修饰过的基因导入到目的生物体的基因组中，从而达到改造生物的目的。操作：常用的方法包括显微注射、基因枪、电破法、脂质体等。应用:应用转基因技术的最大好处是迅速增加产量。基因工程有希望使粮食更有利于人健康、更可预测收获、少用合成杀 虫剂和提高用水的效率。遗传工程取得的成果称为转基因”产品，首先 上市的是小宗商品，像上超级市场保鲜番茄和干酪生产中使用的一种细菌 生产的酶。这种酶以前不得不以牛的胃中

11、提取。转基因技术终于走出实验 室和试验田，进入像玉米、大豆和棉花作物的日常耕作。转基因食品转基因食品如今已经在世界上多个国家成了环境和健康的中心议题。并 且，它还在迅速分裂着大众的思想阵营：赞同它的人认为科技的进步能大大提 高我们的生活水平，而畏惧它的人则认为科学的实践已经走得太快”了 转 基因食品，就是指科学家在实验室中，把动植物的基因加以改变，再制造出具 备新特征的食品种类。许多人已经知道，所有生物的DNA上都写有遗传基因， 它们是建构和维持生命的化学信息。通过修改基因，科学家们就能够改变一个 有机体的部分或全部特征。基因工程药物基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后

12、将 控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因 放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物 或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具 有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。 在医学和兽医学中应 用正逐步推广。7.1举例1乙肝疫苗以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，乙 肝抗原表面（HBSAg）的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术，用一种 基因剪刀将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓 表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来；再把这种表达载体转 移到受体细

13、胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母 菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg （乙肝疫苗）。7.2举例2干扰素当人或动物受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质，它会阻止或干 扰人体再次受到病毒感染，故人们把此种物质称为干扰素（Interfere,简称 IFN），是1957年英国科学家多萨克斯（Lossaacs）和林德曼（Lindenmann）在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病 毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的 药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于睡眠状态，因而血 中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受

14、到干扰素诱导物的诱导时， 人体内的干扰素基因才会苏醒，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即 使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊 人。据计算：要获取1磅（ 453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大 多数病人没有使用干扰素的能力。1980年后，干扰素与乙肝疫苗一样，采用 基因工程进行生产，其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获 取1磅（ 453g ）纯干扰素，其成本不到1亿美元。基因工程生产出来的大量 干扰素，是基因工程药物对人类的又一重大贡献。随着基因工程技术的进展，基因工程药物正在不断增加，创造了可以长 期获取更大利润的商机。转基因食品六

15、大隐首先，毒性问题。一些研究学者认为，对于基因的人工提炼和添加，可能 在达到某些人们想达到的效果的同时，也增加和积聚了食物中原有的微量 毒素。其次，过敏反应问题。对于一种食物过敏的人有时还会对一种以前他们不 过敏的食物产生过敏，比如：科学家将玉米的某一段基因加入到核桃、小 麦和贝类动物的基因中，蛋白质也随基因加了进去，那么，以前吃玉米过 敏的人就可能对这些核桃、小麦和贝类食品过敏。第三，营养问题。科学家们认为外来基因会以一种人们目前还不甚了解的 方式破坏食物中的营养成分。第四，对抗生素的抵抗作用。当科学家把一个外来基因加入到植物或细菌 中去，这个基因会与别的基因连接在一起。人们在服用了这种改良

16、食物 后，食物会在人体内将抗药性基因传给致病的细菌，使人体产生抗药性。第五，对环境的威胁。在许多基因改良品种中包含有从杆菌中提取出来的 细菌基因，这种基因会产生一种对昆虫和害虫有毒的蛋白质。在一次实验 室研究中，一种蝴蝶的幼虫在吃了含杆菌基因的马利筋属植物的花粉之 后，产生了死亡或不正常发育的现象，这引起了生态学家们的另一种担 心，那些不在改良范围之内的其它物种有可能成为改良物种的受害者。最后，生物学家们担心为了培养一些更具优良特性，比如说具有更强的抗 病虫害能力和抗旱能力等，而对农作物进行的改良，其特性很可能会通过 花粉等媒介传播给野生物种。基因工程对人类的意义基因工程克服了固有的生物种间的

17、限制，扩大和带来了定向创造新生物的 可能。这是基因工程的最大的特点。此外，基因工程还已经深入到细胞水平、 亚细胞水平，特别是基因水平来改造生物的本性，同时大大的扩大了育种的范 围，打破了物种之间杂交的障碍，加快了育种的进程。当人类社会所面临的人口的增加、食品的缺乏、资源的匮乏、环境污染的 加剧、疑难病的诊断和治疗等重大问题，都在不同程度上依赖于生物技术的发 展和应用加以解决。当今以基因工程为核心的生物技术已成为世界高技术浪潮 的重要组成部分。这是一场正在蓬勃发展的高技术革命，不仅推动这场革命的 进程，而且正以前所未有的进行技术冲击着人们的原有观念。中国政府对基因食品的态度全国政协委员、中国科协副主席、 两院院士石元春说，从技术层面来 讲，基因技术是中性的，对人体不存在利弊的问题。但由于转基因食品是把一 种外源的基因转移到生物体中，因此可能存在潜在的危险，因此需加强监管和 审