基因工程的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

李文博

摘 要：基因工程自上個世紀(jì)出現(xiàn)之后，一直處于蓬勃發(fā)展之中并被廣泛關(guān)注。進(jìn)入新世紀(jì)以來，更是得到了長足的進(jìn)步。目前，在生物領(lǐng)域各相關(guān)行業(yè)內(nèi)，均已受到一定的重視。本文主要介紹基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用研究，探討基因工程對于這些行業(yè)的巨大推動作用，同時注意基因工程技術(shù)可能帶來的不利影響，用以擴(kuò)大學(xué)生的生物學(xué)相關(guān)知識含量，提高學(xué)生對于基因工程的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞： 基因工程;醫(yī)學(xué);農(nóng)業(yè); 治療;應(yīng)用

基因工程是在分子水平上，對基因進(jìn)行剪切、拼接、重組等操作，再將改造后的基因?qū)牖罴?xì)胞內(nèi)，通過基因在活細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄翻譯等操作，改變生物體的性狀與遺傳特性，達(dá)到提高生產(chǎn)和對生物體進(jìn)行改造的目的。由于可以改造生物，故而在生物相關(guān)行業(yè)內(nèi)，均得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。

一、基因工程的主要步驟

（1）目的基因的分離：從含有所需性狀的生物體的基因組中，通過酶切等手段，找到并分離出所需dna片段。

（2）體外重組dna：在體外，將所需dna片段連接到可自我復(fù)制并有一定標(biāo)記的載體上，達(dá)到重組dna分子的目的。

（3）導(dǎo)入目的基因：將重組后的dna轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，并與之一起增殖。而后從細(xì)胞群落中，篩選出獲得了重組dna分子的受體細(xì)胞。

（4）對目的基因進(jìn)行檢測和表達(dá)

二、基因工程的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

1.基因工程治療疾病

隨著人類對基因研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)許多疾病是由于基因結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生改變所引起的?？茖W(xué)家將不僅能發(fā)現(xiàn)有缺陷的基因，而且還能掌握如何進(jìn)行對基因診斷、修復(fù)、治療和預(yù)防，這是生物技術(shù)發(fā)展的前沿。這項(xiàng)成果將給人類的健康和生活帶來不可估量的利益。所謂基因治療是指用基因工程的技術(shù)方法，將正常的基因轉(zhuǎn)如病患者的細(xì)胞中，以代病變基因，從而表達(dá)所缺乏的產(chǎn)物，或者通過關(guān)閉或降低異常表達(dá)的基因等途徑，達(dá)到治療某些遺傳病的目的。目前，已發(fā)現(xiàn)的遺傳病有6500多種，其中由單基因缺陷引起的就有約3000多種。因此，遺傳病是基因治療的主要對象。

目前，科學(xué)家們正在研究的是胎兒基因療法。如果現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)療效得到進(jìn)一步確證的話，就有可能將胎兒基因療法擴(kuò)大到其它遺傳病，以防止出生患遺傳病癥的新生兒，從而從根本上提高后代的健康水平。

2.加快農(nóng)作物新品種的培育

科學(xué)家們在利用基因工程技術(shù)改良農(nóng)作物方面已取得重大進(jìn)展，一場新的綠色革命近在眼前。這場新的綠色革命的一個顯著特點(diǎn)就是生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)、食品和醫(yī)藥行業(yè)將融合到一起。

基因技術(shù)的突破使科學(xué)家們得以用傳統(tǒng)育種專家難以想象的方式改良農(nóng)作物。例如，基因技術(shù)可以使農(nóng)作物自己釋放出殺蟲劑，可以使農(nóng)作物種植在旱地或鹽堿地上，或者生產(chǎn)出營養(yǎng)更豐富的食品?？茖W(xué)家們還在開發(fā)可以生產(chǎn)出能夠防病的疫苗和食品的農(nóng)作物。

基因技術(shù)也使開發(fā)農(nóng)作物新品種的時間大為縮短。利用傳統(tǒng)的育種方法，需要七、八年時間才能培育出一個新的植物品種，基因工程技術(shù)使研究人員可以將任何一種基因注入到一種植物中，從而培育出一種全新的農(nóng)作物品種，時間則縮短一半。

3.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生

（1）許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應(yīng)藥物成分的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞內(nèi)，讓它們產(chǎn)生相應(yīng)的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。例如胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價格降低了30%-50%！

（2）其它基因工程藥物

人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用?；蚬こ趟幤肥侵扑幑I(yè)上的重大突破。目前用基因診斷方法已經(jīng)能夠檢測出腸道病毒、單純皰疹病毒等許多種病毒。

三、基因工程可能存在的不利影響

目前由于缺乏大樣本的科研數(shù)據(jù)和長時間的驗(yàn)證，人們對轉(zhuǎn)基因生物可能存在的潛在危害或風(fēng)險還知道得很少，因此，人們對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用還存在一些質(zhì)疑與顧慮。

1.轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題

很多經(jīng)基因改造的農(nóng)作物和動物都經(jīng)過加工成為食品，轉(zhuǎn)基因食物已逐漸走進(jìn)了人們的生活。雖然食物中的轉(zhuǎn)基因本身并無安全性問題，但由于機(jī)體內(nèi)生物化學(xué)變化紛繁復(fù)雜，有些反應(yīng)需要經(jīng)過很長時間才能表現(xiàn)出來，甚至有可能經(jīng)歷幾代才能監(jiān)測到。人們擔(dān)心轉(zhuǎn)基因食品可能對人體產(chǎn)生某些毒理作用和過敏反應(yīng)，例如，轉(zhuǎn)人的生長激素類基因就有可能對人體生長發(fā)育產(chǎn)生重大影響，所以目前社會上還有許多人抵制轉(zhuǎn)基因食品，甚至有些國家還完全禁止轉(zhuǎn)基因食品的播種與生產(chǎn)。

2.對倫理道德的影響

倘若基因克隆技術(shù)應(yīng)用到人類自身，將會打破傳統(tǒng)的傳宗接代的模式。父子、夫妻等基本的倫理關(guān)系會變得模糊不清，家庭成員關(guān)系將出現(xiàn)混亂，現(xiàn)有的社會秩序會被打亂，進(jìn)而使人類現(xiàn)有的意識形態(tài)、法律制度、宗教信仰變得無所適從網(wǎng)人類道德文明將受到威脅。

四、基因工程的前景

基因工程的廣泛應(yīng)用為人類社會帶來了巨大的變革，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的影響已經(jīng)深入到人類生活的各個方面，而且對促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及增進(jìn)人類健康方面必將發(fā)揮越來越大的作用。我們在分享基因工程為人類帶來豐碩成果的同時，也不能忽視它可能存在的潛在的危害，對待基因工程的應(yīng)用要趨利避害，不能因噎廢食，應(yīng)該不斷探索，使基因工程技術(shù)能為人類創(chuàng)造出更高的價值?？傊痪湓?，基因工程應(yīng)用范圍將是十分廣泛的，其前景是巨大的。

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