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基因工程細菌試驗

2012-10-22 14:52 醫(yī)學教育網
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迄今為止,基因工程還沒有用于人體,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,并取得了成功。事實上,所有用于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?;蚬こ碳夹g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(yè)中采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(yǎng)(甚至藥物),有助于減緩世界范圍內的饑荒和疾病;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(huán)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于治療疾病,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后代,但已有借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,然后再通過骨髓移植來治愈患兒。

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,特別是當人們了解到遺傳密碼是由 RNA轉錄表達的以后,生物學家不再僅僅滿足于探索、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干預生物的遺傳特性。如果將一種生物的 DNA中的某個遺傳密碼片斷連接到另外一種生物的DNA鏈上去,將DNA重新組織一下,就可以按照人類的愿望,設計出新的遺傳物質并創(chuàng)造出新的生物類型,這與過去培育生物繁殖后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(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生的生物科學技術,就稱為“基因工程”,或者說是“遺傳工程”。基本操作步驟 這個過程即為體外重組DNA的過程。首先選擇目的基因所適合的運載工具,如質粒、病毒等,然后用同一種限制酶分別切割運載體和目的基因,使其產生相同的黏性末端,再加入適量的DNA連接酶,在生物體外將目的基因的DNA與運載體的DNA結合起來,形成重組DNA(或重組質粒) 將重組的DNA雜合分子,借鑒細菌或病毒侵染細胞的途徑,轉移到選定的生物體細胞中,使重組的DNA在受體細胞中復制、轉錄、翻譯得以表達。把目的基因裝在運載體上并通過運載體將目的基因運到受體細胞的這一過程,在一般情況下,轉化成功率僅為百分之一。為此遺傳工程師們創(chuàng)造了低溫條件下用氯化鈣處理受體細胞和增加重組DNA濃度的辦法來提高轉化率。采用氯化鈣化處理后,能增大受體細胞的細胞壁透性,從而使雜種DNA分子更容易進入。另外也可用基因槍法、激光微束穿孔法、顯微注射法等方法直接將目的基因轉入受體細胞(如受精卵細胞)。

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