作业帮基因工程的发展进程
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/30 00:15:45
基因工程的发展进程
基因工程的发展进程
基因工程的发展进程
基因工程的诞生
由于分子生物学和分子遗传学发展的影响,基因分子生物学的研究也取得了前所未有的进步.为基因工程的诞生奠定了坚实的理论基础,这些成就主要包括了3个方面：第一,在40年代确定了遗传信息的携带者,即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质,从而明确了遗传的物质基础问题；第二,是在50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制,解决了基因的自我复制和传递的问题；第三,是在50年代末期和60年初,相继提出了中心法则和操纵子学说,并成功的破译了遗传密码,从而阐明了遗传信息的流向和表达问题.
使人们期待已久的,应用类似于工程技术的程序,主动的改造生物的遗传特性,创造具有优良性状的生物新类型的美好愿望,从理论上讲已有可能变为现实.
但在60年代的科学技术发展水平下,真正实施基因工程,还有一些问题：
要详细了解DNA编码蛋白质的情况,以及DNA与基因的关系等,就必须首先弄清DNA核苷酸序列的整体结构,怎样才能分离出单基因,以便能够在体外对它的结构与功能等一系列的有关问题作深入的研究,对于基因操作来说是十分重要的环节.在70年代两项关键技术：DNA分子的切割与连接技术,DNA的核苷酸序列分析技术从根本上解决了DNA的结构分析问题.
应用核酸内切酶和DNA连接酶对DNA分子进行体外的切割与连接,是60年代末和70年代初发展起来的一项重要的基因操作技术.有人甚至说它是重组DNA的核心技术.1972年在旧金山H.W.Boyer实验室首先发现的EcoRI核酸内切限制酶具有特别重要的意义.1967年在世界上有5个实验室几乎同时发现了DNA连接酶.1970年当时在Wisconsin大学的H.G.Khorana实验室的一个小组,发现T4DNA连接酶具有更高的连接活性,有时甚至能催化完全分离的两段DNA分子进行末端的连接.到了1972年底,人们已经掌握了好几种连接双链DNA分子的方法.
在70年代,将外源DNA分子导入大肠杆菌的转化现象获得成功,1972年斯坦福大学的S.Cohen等人报道,劲氯化钙处理的大肠杆菌细胞同样也能够摄取质粒的DNA,从此,大肠杆菌便成了分子克隆的良好的转化受体.不到四年,世界上第一家基因工程公司“Genetech”注册登记,意味着基因工程的实际应用已跨入商业运作的门槛.
70年代初期,开展DNA重组工作,无论在理论上还是技术上都已经具备了条件.1972年,斯坦福大学的P.Berg博士领导的研究小组,率先完成了世界上第一次成功的DNA体外重组实验,并因此与W.Gilbert,F.Sanger分享了1980年度的诺贝尔化学奖.
基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学.一般来说,基因工程是指在基因水平上的遗传工程,它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源遗传物质在其中"安家落户",进行正常复制和表达,从而获得新物种的一种崭新的育种技术.这个定义表明,基因工程具有以下几个重要特征：首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖,能够跨越天然物种屏障,把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中,而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系,这种能力是基因工程的第一个重要特征.第二个特征是,一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA,而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体.科学家将改变人类生殖细胞DNA的技术称为“基因系治疗”（germlinetherapy）,通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的.无论称谓如何,改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变.