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    转基因的实质:遗传工程_重组DNA技术

    时间:1970-01-01 08:00来源:6维度转载 作者:百度 浏览: 次    收藏 挑错 推荐 打印
    摘要:遗传工程,也叫基因工程、基因操作或重组DNA技术,是20世纪70年代以后兴起的一门新技术,其主要原理是用人工的方法,把生物的遗传物质,通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出来,在体外进行基因切割、连接、重组、转移和表达的技术。

      遗传工程,也叫基因工程(gene engineering)、基因操作(gene manipulation)或重组DNA技术(recombination DNA technique),是20世纪70年代以后兴起的一门新技术,其主要原理是用人工的方法,把生物的遗传物质,通常是脱氧核糖核酸(DNA)分离出来,在体外进行基因切割、连接、重组、转移和表达的技术:基因的转移已经不再限于同一类物种之间,动物、植物和微生物之间都可进行基因转移,改变宿主遗传特性,创造新品种(系)或新的生物材料。

      基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,一般包括4个步骤:一是克隆目的基因,取得所需要的•DNA特异片段;二是将目的基因与DNA载体连接成重组DNA;三是将重组DNA引入细菌或动植物细胞内使其增殖;四是将表达目的基因的受体细胞挑选出来,使目的基因表达相应的蛋白质或其他产物,从而育成动植物优良新品种(系)。  

      自1977年成功地用大肠杆菌生产出生长Itl释放抑制因子以来,人胰岛素、人生长激素、胸腺肽、干扰素、尿激酶、肿瘤坏死因子、疯牛病疫苗、乙型肝炎病毒疫苗、甲型肝炎病毒疫苗、幼畜腹泻疫苗和青霉素酰化酶基因工程菌株等数十种基因工程产品相继问世。优质产毛羊等动物新品种,金色水稻,抗虫或抗除草剂的玉米、大豆、棉花、水稻,转类胡萝卜素生物合成相关酶基因花卉、蔬菜等已获推广或已取得阶段性成果。

      广义的遗传工程包括细胞水平上的遗传操作(细胞工程)和分子水平上的遗传操作,即重组DNA技术(有人称之为基因工程)。狭义的遗传工程则专指后者。1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基(Waclaw Szybalski)称基因重组技术为合成生物学概念,1978年,诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯(Daniel Nathans)、亚伯(Werner Arber)与史密斯(Hamilton Smith)时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年合成生物学概念重新提出,并定义为基于系统生物学原理的遗传工程.

      重组DNA技术来源于两个方面的基础理论研究——限制性核酸内切酶(简称限制酶)和基因载体(简称载体)。限制酶的研究可以追溯到1952年美国分子遗传学家S.E.卢里亚在大肠杆菌中所发现的一种所谓限制现象——从菌株甲的细菌所释放的噬菌体能有效地感染同一菌株的细菌,可是不能有效地感染菌株乙;少数被感染的菌株乙的细菌所释放的同一噬菌体能有效地感染菌株乙可是不能有效地感染菌株甲。经过长期的研究,美国学者W.阿尔伯在1974年终于对这一现象提出了解释,认为通过噬菌体感染而进入细菌细胞的DNA分子能被细菌识别而分解,细菌本身的DNA则由于已被自己所修饰(甲基化)而免于被分解。但有少数噬菌体在没有被分解以前已被修饰了,这些噬菌体经释放后便能有效地感染同一菌株的细菌。被甲(或乙)这一菌株所修饰的噬菌体只能有效地感染甲(或乙),而不能有效地感染乙(或甲),说明各个菌株对于外来DNA的限制作用常常是专一性的。通过进一步的研究发现这种限制现象是由于细菌细胞中具有专一性的限制性核酸内切酶的缘故。

      重组DNA技术中所用的载体主要是质粒和温和噬菌体(见转导)两类,而在实际应用中的载体几乎都是经过改造的质粒或温和噬菌体。英国微生物遗传学家W.海斯和美国微生物遗传学家J.莱德伯格等在1952年首先认识到大肠杆菌的F因子(见细菌接合)是染色体外的遗传因子。1953年法国学者P.弗雷德里克等发现大肠杆菌产生大肠杆菌素这一性状为一种染色体外的大肠杆菌素因子所控制。1957年日本学者发现了抗药性质粒。后两类质粒都是在遗传工程中广泛应用的质粒。

      重组DNA技术中广泛应用的噬菌体是大肠杆菌的温和噬菌体λ,它是在1951年由美国学者E.莱德伯格等发现的。到70年代初,生物化学研究的进展也为重组DNA技术奠定了基??972年美国的分子生物学家P.伯格等将动物病毒SV40的DNA与噬菌体P22的DNA连接在一起,构成了第一批重组体DNA分子。1973年美国的分子生物学家S.N.科恩等又将几种不同的外源DNA插入质粒pSC101的DNA中,并进一步将它们引入大肠杆菌中,从而开创了遗传工程的研究。

     

    文章来源:百度百科  2012-12
     

    (责任编辑:窦虹)

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