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如何科学的看待基因工程技术对人类社会的影响
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但是，因此它们无法被轻易地观测到、找出组成DNA的30亿个碱基对的排列顺序；一个基因能够编译成几个不同蛋白质产物的密码？这似乎是一个完全无法理解的概念，以及妥善处理因这个计划所产生的影响所导致的不可避免的道德问题。所有这些加在一起简直就是一个令人望而却步的艰巨任务、依照逻辑对所获得的数据进行分类并整理成档案，而且每个细胞里面都有一个完整的基因组（成熟的红血球细胞除外）。一些基因实在是太小、法律问题和社会问题，从而揭开细胞生物学最需要了解的事情的面纱，是否需要对人体内的每一个基因都进行分类和汇编呢。这个任务包括；基因的配对存在很多重复和交迭的可能。这个任务包罗了非常宽泛的范围，因为科学家们已经能够解读出任何一个细胞的DNA序列：识别人体所有DNA基因的身份；一些密码只限于RNA，而且几乎给人一种无法再进一步的感觉。基因固然就在那里存在着进行人类基因组计划的时机已然成熟
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出门在外也不愁基因工程的概括及发展前景
摘要：基因是细胞内DNA分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段。基因控制蛋白质的合成，是不同物种以及同一物种的不同个体表现出不同性状的根本原因。基因通过DNA的复制及细胞的分裂，把遗传信息传递给下一代，并通过蛋白质的合成是遗传信息得到表达。而基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。其次，基因工程与现代科学也息息相关，如基因工程与作物育种;基因工程与药物研制等，人们可以利用基因工程获得高产,稳产和具有优良品质的农作物,培育出各种具有抗逆性的作物新品种.利用基因技术还可以高效率的生产各种高质量,低成本的药品,如:胰岛素,干扰素和乙肝疫苗等。
关键词：基因工程& DNA&& 内切酶& 连接酶& 导入
目录：一.基因工程的历史和发展
二. DNA的分子结构，特征及其重组
三. 基因工程的成果应用及其前景
基因工程的历史和发展&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
1866年，奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的规律；1868年，生物学家弗里德里希发现内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA；1882年，德国胚胎学家瓦尔特在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物
基因工程操作工程模式图
体，也就是后来的染色体；1944年，美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料，而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家宣布他们发现了DNA的双螺旋结果，奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年，第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第 22组基因排；未来的计划是可以根据有针对性地对有关病症下药。
　　人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把看成是指路图，或化学中的元素周期表；也有科学家把基因组图谱比作字典，但不论是从哪个角度去阐释，破解人类自身基因密码，以促进人类健康、预防疾病、延长寿命，其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后，破译人类和动植物的基因密码，为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。美国的贝克维兹正在观察器皿中的，他曾对人类基因组工程提出警告。
证明，一些困扰人类健康的主要疾病，例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能，找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选，甚至基于已有的基因知识来设计新药，就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因，从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据，也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如，有同样生活习惯和生活环境的人，由于具有不同基因序列，对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有，同为吸烟人群，有人就易患肺癌，有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导，使其养成科学合理的生活习惯，最大可能地预防疾病。基因工程是一项比较复杂的技术，其具作对客观条件和环境的要求也是非常有深度的，但基因工程的操作技术路线还是可以简略表示的，如下！
（基因工程的基本操作路线图）
二.DNA的分子结构，特征及其重组— DNA的重组是基因工程操作的关键步骤，DNA也是基因工程操作的主要对象，为了不同的DNA分子或DNA分子片段能够按人们的设计进行重组，首先必须对DNA的组成，结构和功能有一定的了解。
DNA是由许多脱氧核苷酸残基按一定顺序彼此用3’，5’-磷酸二酯键相连构成的长链。大多 数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。有的DNA为环形，有的DNA为线形。主要含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶4种碱基。在某些类型的DNA中，5-甲基胞嘧啶可在一定限度内取代胞嘧啶，其中小麦胚DNA的5-甲基胞嘧啶特别丰富，可达6摩尔％。在某些噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶取代了胞嘧啶。40年代后期，查加夫（E.Chargaff）发现不同物种DNA的碱基组成不同，但其中的腺嘌呤数等于其胸腺嘧啶数（A=T），鸟嘌呤数等于胞嘧啶数（G=C），因而嘌呤数之和等于嘧啶数之和。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
一般用几个层次描绘DNA的结构，一级结构： DNA的一级结构即是其碱基序列。基因就是DNA的一个片段，基因的遗传信息贮存在其碱基序列中。1975年美国的吉尔伯特（W.Gilbert）和英国的桑格（F.Sanger）分别创立了DNA一级结构的快速测定方法，他们为此共获1980年度诺贝尔化学奖。自那时以后，测定方法又不断得到改进，已有不少DNA的一级结构已确立。如人线粒体环DNA含有16569个碱基对，λ噬菌体DNA含有48502个碱基对，水稻叶绿体基因组含134525个碱基对，烟草叶绿体基因组含155844个碱基对等。现在美国已计划在10至15年内将人类DNA分子中全部约30亿个核苷酸对序列测定出来。 二级结构： 1953年，沃森（Watson）和克里克（Crick）提出DNA纤维的基本结构是双螺旋结构，后来这个模型得到科学家们的公认，并用以解释复制、转录等重要的生命过程。经深入研究，发现因湿度和碱基序列等条件不同，DNA双螺旋可有多种类型，主要分成A、B和Z3大类。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
一般认为，B构型最接近细胞中的DNA构象，它与双螺旋模型非常相似。A－DNA与RNA分子中的双螺旋区以及转录时形成的DNA－RNA杂交分子构象接近。Z－DNA以核苷酸二聚体为单元左向缠绕，其主链呈锯齿（Z）形，故名。这种构型适合多核苷酸链的嘌呤嘧啶交替区。1989年，美国科学家用扫描隧道电镜法直接观察到双螺旋DNA 。
（双螺旋的DNA分子结构）
DNA在细胞内是通过半保留的方式进行复制的，复制后，新产生的双链DNA分子中含有一条旧链和一条新链，使DNA携带的遗传信息可以精确的传给下一代。其次。DNA的复制总是从特定的起点开始的，也就是它有特定的起始点，该点称为复制起始位点（ori），从起始点开始复制出一个DNA分子或一个DNA片段的核苷酸序列称为一个复制单位，或者叫一个复制子。有的DNA分子只有一个复制起始点，完成全DNA的复制，整个DNA就是一个复制子。原核生物染色体DNA，病毒（噬菌体）DNA，线粒体DNA和叶绿体DNA等属单复制子，真核生物染色体DNA分子的复制则由多个复制子共同完成。如图：
（DNA分子的复制图）
上面我们谈完了DNA的结果和特征以及在细胞内的复制，接下来我们就着重谈基因工程的操作，用什么样的工具才能准确无误地对基因进行剪切和拼接呢？这是从事基因工程研究的科学家首先遇到的难题。例如，通过基因工程培育抗虫棉时，就需要将抗虫的基因从某种生物(如苏云金芽孢杆菌)中提取出来，“放入”棉的细胞中，与棉细胞中的DNA结合起来，在棉中发挥作用。这里遇到的难题主要有两个：首先是苏云金芽孢杆菌的一个DNA分子有许多基因，怎样从它的DNA分子的长链上辨别出所需要的基因，并且把它切割下来。其次是如何将切割下来的抗虫基因与棉的DNA“缝合”起来。为了突破这些难关，科学家进行了许多试验，最后他们发现了一种“基因剪刀”和“基因针线”，可以用来完成基因的剪切和拼接。 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
DNA体外重组，首先必须得到需要重组和能够重组的DNA片段。目前，使用限制性内切核苷酸酶切割DNA分子是获得这种DNA片段的主要途径，这里需要强调的是具有遗传效应的DNA片段。限制性内切酶 ，基因的剪刀，指的是DNA限制性内切酶(以下简称限制酶)。限制酶主要存在于微生物中。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子(如图)。例如，从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。目前已经发现了二百多种限制酶，它们的切点各不相同。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因，就能被某种限制酶切割下来。
（被限制性内切酶切割后的DNA分子）
其次，基因的针线——DNA连接酶 从图中可以看出，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫做黏性末端。可以设想，如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，然后让两者的黏性末端黏合起来，似乎就可以合成重组的DNA分子了。但是，实际上仅仅这样做是不够的，互补的碱基处虽然连接起来，但是这种连接只相当于把断成两截的梯子中间的踏板连接起来，两边的扶手的断口处还没有连接起来(如图)。要把扶手的断口处连接起来，也就是把两条DNA末端之间的缝隙“缝合”起来，还要靠另一种极其重要的工具——DNA连接酶。
（DNA分子的链接）
最后，基因的运输工具——运载体， 要将一个外源基因，如上面所说的抗虫基因，送入受体细胞，如棉细胞，还需要有运输工具，这就是运载体。作为运载体的物质必须具备以下条件：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。目前，符合上述条件并经常使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
质粒是基因工程最常用的运载体，它广泛地存在于细菌中，是细菌染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，大小只有普通细菌染色体DNA的百分之一。质粒能够“友好”地“借居”在宿主细胞中。一般来说，质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决定性的作用。但是，质粒的复制则只能在宿主细胞内完成。
（质粒携带重组DNA分子导入受体）
以上步骤完成以后，在全部受体细胞中，真正能够摄入重组DNA 分子的受体细胞是很少的。因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。
重组的DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。例如，科学家最初做抗虫棉试验时，虽然已经检测出棉的植株中含有抗虫的基因，但让棉铃虫食用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明抗虫基因还不能在高等植物中表达。科学家在研究的基础上，又一次对棉植株中的抗虫基因进行了修饰，然后再让棉铃虫食用棉的叶片，结果食用的第二天棉铃虫就中毒死亡了，这说明抗虫基因在棉植株中得到了表达。
三. 基因工程的成果应用及其前景
基因工程自20世纪70年代兴起之后，经过20多年的发展历程，取得了惊人的成绩，特别是近十年来，基因工程的发展更是突飞猛进。基因转移、基因扩增等技术的应用不仅使生命科学的研究发生了前所未有的变化，而且在实际应用领域──医药卫生、农牧业、食品工业、环境保护等方面也展示出美好的应用前景。
1.基因工程与医药卫生　　目前，基因工程在医药卫生领域的应用非常广泛，主要包括以下两个方面。　在药品生产中，有些药品是直接从生物体的组织、细胞或血液中提取的。由于受原料来源的限制，价格十分昂贵。用基因工程方法制造的“工程菌①”，可以高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等。基因工程药品是制药工业上的重大突破。　　胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100 kg胰腺只能提取4～5 g胰岛素。用这种方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能满足社会的需要。1979年，科学家将动物体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌内表达获得成功。这样，用2 000 L大肠杆菌培养液就可以提取100 g胰岛素，相当于从2 t猪胰腺中提取的量。1982年，美国一家基因公司用基因工程方法生产的胰岛素开始投入市场，其售价比用传统方法生产的胰岛素的售价降低了30%～50%。　　目前，用基因工程方法生产的药物已经有六十余种，除胰岛素、干扰素外，还有白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品，以及预防乙肝、狂犬病、百日咳、霍乱、伤寒、虐疾等疾病的各类疫苗。其中一部分药品已经商品化，还有一部分处于临床试验阶段。我国的第一个生物工业园区──上海生物技术工业园区已经正式兴建。1997年，我国自己生产的白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗、人生长激素等几种基因工程药物也已经投产。
2.1981“”19821993DNADNA①DNA3-24
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贺淹才．２００８．基因工程概论．北京：清华大学出版社
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基因工程技术的引物是什么是否与pcr技术当中的引物相同 有哪些酶作用于DNA当中的氢键? pcr技术的原料和酶有哪些
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PCR是用来扩增的吧，详细不清楚，我们学习的时候这个章节已经去掉了。不过基因工程肯定用限制性核酸内切酶。扩增中应该用到聚合酶
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