基因工程是生物工程的一個重要分支,它和細胞工程、酶工程、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程。所謂基因工程(geneticengineering)是在分子水平上對基因進行操作的複雜技術,是將外源基因透過體外重組後匯入受體細胞內,使這個基因能在受體細胞內複製、轉錄、翻譯表達的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割後,把它與作為載體的DNA分子連線起來,然後與載體一起匯入某一更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源物質在其中“安家落戶”,進行正常的複製和表達,從而獲得新物種的一種嶄新技術。
基因工程是在分子生物學和分子遺傳學綜合發展基礎上於本世紀70年代誕生的一門嶄新的生物技術科學。一般來說,基因工程是指在基因水平上的遺傳工程,它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質--DNA大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割後,把它與作為載體的DNA分子連線起來,然後與載體一起匯入某一更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源遺傳物質在其中"安家落戶",進行正常複製和表達,從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術。這個定義表明,基因工程具有以下幾個重要特徵:首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中進行繁殖,能夠跨越天然物種屏障,把來自任何一種生物的基因放置到新的生物中,而這種生物可以與原來生物毫無親緣關係,這種能力是基因工程的第一個重要特徵。第二個特徵是,一種確定的DNA小片段在新的寄主細胞中進行擴增,這樣實現很少量DNA樣品"複製"出大量的DNA,而且是大量沒有汙染任何其它DNA序列的、絕對純淨的DNA分子群體。科學家將改變人類生殖細胞DNA的技術稱為“基因系治療”(germlinetherapy),通常所說的“基因工程”則是針對改變動植物生殖細胞的。無論稱謂如何,改變個體生殖細胞的DNA都將可能使其後代發生同樣的改變。
迄今為止,基因工程還沒有用於人體,但已在從細菌到家畜的幾乎所有非人生命物體上做了實驗,並取得了成功。事實上,所有用於治療糖尿病的胰島素都來自一種細菌,其DNA中被插入人類可產生胰島素的基因,細菌便可自行復制胰島素。基因工程技術使得許多植物具有了抗病蟲害和抗除草劑的能力;在美國,大約有一半的大豆和四分之一的玉米都是轉基因的。目前,是否該在農業中採用轉基因動植物已成為人們爭論的焦點:支持者認為,轉基因的農產品更容易生長,也含有更多的營養(甚至藥物),有助於減緩世界範圍內的饑荒和疾病;而反對者則認為,在農產品中引入新的基因會產生副作用,尤其是會破壞環境。
誠然,仍有許多基因的功能及其協同工作的方式不為人類所知,但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鮭魚長得比自然界中的大幾倍、使寵物不再會引起過敏,許多人便希望也可以對人類基因做類似的修改。畢竟,胚胎遺傳病篩查、基因修復和基因工程等技術不僅可用於治療疾病,也為改變諸如眼睛的顏色、智力等其他人類特性提供了可能。目前我們還遠不能設計定做我們的後代,但已有藉助胚胎遺傳病篩查技術培育人們需求的身體特性的例子。比如,運用此技術,可使患兒的父母生一個和患兒骨髓匹配的孩子,然後再透過骨髓移植來治癒患兒。
隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密一點一點呈現在人們眼前,特別是當人們瞭解到遺傳密碼是由RNA轉錄表達的以後,生物學家不再僅僅滿足於探索、提示生物遺傳的秘密,而是開始躍躍欲試,設想在分子的水平上去幹預生物的遺傳特性。如果將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷連線到另外一種生物的DNA鏈上去,將DNA重新組織一下,就可以按照人類的願望,設計出新的遺傳物質並創造出新的生物型別,這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同。這種做法就像技術科學的工程設計,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“施工”,“組裝”成新的基因組合,創造出新的生物。這種完全按照人的意願,由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術,就稱為“基因工程”,或者說是“遺傳工程”。
基因工程是生物工程的一個重要分支,它和細胞工程、酶工程、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程。所謂基因工程(geneticengineering)是在分子水平上對基因進行操作的複雜技術,是將外源基因透過體外重組後匯入受體細胞內,使這個基因能在受體細胞內複製、轉錄、翻譯表達的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割後,把它與作為載體的DNA分子連線起來,然後與載體一起匯入某一更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源物質在其中“安家落戶”,進行正常的複製和表達,從而獲得新物種的一種嶄新技術。
基因工程是在分子生物學和分子遺傳學綜合發展基礎上於本世紀70年代誕生的一門嶄新的生物技術科學。一般來說,基因工程是指在基因水平上的遺傳工程,它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質--DNA大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割後,把它與作為載體的DNA分子連線起來,然後與載體一起匯入某一更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源遺傳物質在其中"安家落戶",進行正常複製和表達,從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術。這個定義表明,基因工程具有以下幾個重要特徵:首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中進行繁殖,能夠跨越天然物種屏障,把來自任何一種生物的基因放置到新的生物中,而這種生物可以與原來生物毫無親緣關係,這種能力是基因工程的第一個重要特徵。第二個特徵是,一種確定的DNA小片段在新的寄主細胞中進行擴增,這樣實現很少量DNA樣品"複製"出大量的DNA,而且是大量沒有汙染任何其它DNA序列的、絕對純淨的DNA分子群體。科學家將改變人類生殖細胞DNA的技術稱為“基因系治療”(germlinetherapy),通常所說的“基因工程”則是針對改變動植物生殖細胞的。無論稱謂如何,改變個體生殖細胞的DNA都將可能使其後代發生同樣的改變。
迄今為止,基因工程還沒有用於人體,但已在從細菌到家畜的幾乎所有非人生命物體上做了實驗,並取得了成功。事實上,所有用於治療糖尿病的胰島素都來自一種細菌,其DNA中被插入人類可產生胰島素的基因,細菌便可自行復制胰島素。基因工程技術使得許多植物具有了抗病蟲害和抗除草劑的能力;在美國,大約有一半的大豆和四分之一的玉米都是轉基因的。目前,是否該在農業中採用轉基因動植物已成為人們爭論的焦點:支持者認為,轉基因的農產品更容易生長,也含有更多的營養(甚至藥物),有助於減緩世界範圍內的饑荒和疾病;而反對者則認為,在農產品中引入新的基因會產生副作用,尤其是會破壞環境。
誠然,仍有許多基因的功能及其協同工作的方式不為人類所知,但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鮭魚長得比自然界中的大幾倍、使寵物不再會引起過敏,許多人便希望也可以對人類基因做類似的修改。畢竟,胚胎遺傳病篩查、基因修復和基因工程等技術不僅可用於治療疾病,也為改變諸如眼睛的顏色、智力等其他人類特性提供了可能。目前我們還遠不能設計定做我們的後代,但已有藉助胚胎遺傳病篩查技術培育人們需求的身體特性的例子。比如,運用此技術,可使患兒的父母生一個和患兒骨髓匹配的孩子,然後再透過骨髓移植來治癒患兒。
隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密一點一點呈現在人們眼前,特別是當人們瞭解到遺傳密碼是由RNA轉錄表達的以後,生物學家不再僅僅滿足於探索、提示生物遺傳的秘密,而是開始躍躍欲試,設想在分子的水平上去幹預生物的遺傳特性。如果將一種生物的DNA中的某個遺傳密碼片斷連線到另外一種生物的DNA鏈上去,將DNA重新組織一下,就可以按照人類的願望,設計出新的遺傳物質並創造出新的生物型別,這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同。這種做法就像技術科學的工程設計,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“施工”,“組裝”成新的基因組合,創造出新的生物。這種完全按照人的意願,由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術,就稱為“基因工程”,或者說是“遺傳工程”。