基因工程在醫(yī)學(xué)，研究，工業(yè)和農(nóng)業(yè)中具有應(yīng)用，可用于廣泛的植物，動物和微生物。那么，什么是基因工程？為什么基因工程也叫遺傳工程？基因工程的基本步驟是什么？下面學(xué)習(xí)力就帶著大家一起來了解基因工程。 什么是基因工程？ 基因工程（genetic engineering）又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段，將不同來源的基因按預(yù)先設(shè)計的藍圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導(dǎo)入活細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品。  為什么基因工程也叫遺傳工程？ 隨著DNA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和遺傳機制的秘密一點一滴地呈現(xiàn)在人們眼前，特別是了解到遺傳密碼是由信使RNA轉(zhuǎn)錄表達以后，生物學(xué)家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密，而開始躍躍欲試，想人為地去干預(yù)生物的遺傳。如果將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片段連接到另一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織一下，不就可以按照人類的愿望，設(shè)計出新的遺傳物質(zhì)并創(chuàng)造出新的生物類型嗎？ 這與過去培育生物、繁殖后代的傳統(tǒng)做法完全不同，它很像技術(shù)科學(xué)的工程設(shè)計，按照人類的需要把這種生物的這個“基因”與那種生物的那個“基因”重新“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物。這種完全按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產(chǎn)生的科學(xué)技術(shù)就叫“基因工程”，或者叫“遺傳工程”。  為什么基因工程是基因重組？ 這個基因工程的方法有關(guān)。 基因工程上操作的基因大都是已知基因的功能的基因，實現(xiàn)的是將基因的排列重新組合，從而產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)。 基因是表示表示有特定意義個功能的序列片斷，也就是亂序的基因序列的作用基本上可以說是未知的。生物本身的遺傳體系也有修正作用，因此往往能夠恒定這些結(jié)構(gòu)的基本序列狀態(tài)。 因此，基因工程屬于基因重組，因為基因工程的操作單元就是基因，而不是某幾個ATGC。  基因工程技術(shù)的基本步驟 1、提取目的基因 獲取目的基因是實施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒 抗細菌）基因， 種子的貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因干擾素基因等，都是目的基因。用鳥槍法獲得目的基因的優(yōu)點是操作簡便，缺點是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核細胞的基因含有不表達的DNA片段，一般使用人工合成的方法。 2、目的基因與運載體結(jié)合 將目的基因與運載體結(jié)合的過程，實際上是不同來源的DNA重新組合的過程。如果以質(zhì)粒作為運載體，首先要用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使質(zhì)粒出現(xiàn)一個缺口，露出黏性末端。然后用同一種限制酶切斷目的基因，使其產(chǎn)生相同的黏性末端（部分限制性內(nèi)切酶可切割出平末端，擁有相同效果）。 3、將目的基因?qū)胧荏w細胞 將目的基因?qū)胧荏w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。 4、目的基因的檢測和表達 目的基因?qū)胧荏w細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。 質(zhì)粒與外源DNA組合在一起形成重組質(zhì)粒，并被轉(zhuǎn)入受體細胞后，就可以根據(jù)受體細胞是否具有青霉素抗性來判斷受體細胞是否獲得了目的基因。重組DNA分子進入受體細胞后，受體細胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達過程。 標記基因的作用  與DNA有關(guān)的幾種酶的比較  基因工程的應(yīng)用  植物基因工程的應(yīng)用：抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物、抗逆轉(zhuǎn)基因植物、利用轉(zhuǎn)基因改良農(nóng)作物品質(zhì) 動物基因工程的應(yīng)用：用于提高動物生長速度、用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物、用轉(zhuǎn)基因動物做器官移植的供體 基因工程藥物的應(yīng)用：利用基因工程方法制造轉(zhuǎn)基因的工程菌，可高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。 基因治療：把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的，是治療遺傳病的最有效的手段。 基因芯片：又稱DNA芯片，是根據(jù)DNA分子雜交的原理，將大量DNA片段（基因探針）固定于支持物上，然后與帶有標記的基因樣品進行雜交，通過檢測雜交信號的強度及分布來進行分析。 延伸閱讀： 為什么有的黃瓜發(fā)苦？ 電鰻為什么會放電？ 為什么一到中午就犯困？ 人參為什么會跑？ 為什么長壽和遺傳基因有關(guān)？ |
