复杂至极的基因工程—DNA重组技术的突破及应用前景

DNA是脱氧核糖核酸的英文缩写，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料。如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片段连接到另外一种生物的DNA链上去，就可以实现DNA重新组织，按照人类的设想设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就是“基因工程”，也叫“基因重组”或“遗传工程”。

知识小站

遗传学之父

“遗传学之父”孟德尔是奥地利的一名神父，他用豌豆进行了8年实验，希望得到优良品种，却意外发现了遗传定律。他在1864年发表了相关论文，但是没有引起太大重视，直到34年之后才被重新发现，遗传学进入孟德尔时代。

DNA的发现和基本结构

1869年，德国生物化学家米舍尔首先发现了DNA的存在。

DNA的功能是储存生物的遗传信息，是由两条长的互相连接缠绕的条状物构成的双螺旋结构，两侧的长链由脱氧核糖分子和磷酸分子交替组成，中间的横栏由成对的碱基组成。DNA能够进行复制，保证了每一个子细胞都能获得完整的遗传信息。

携带遗传信息帮助合成蛋白质的RNA（核糖核酸）其实与DNA分子双链螺旋结构的半边结构相似。DNA分子从碱基对中间开始解链，接着，信使RNA的碱基再与其中一条DNA侧链上的碱基逐个配对，使DNA上的遗传信息传递到了信使RNA链上。

思考时间

基因工程在医学上最主要的作用是什么？

答案：基因的异常不可避免地会带来遗传疾病，基因工程在医学上的主要目标就是用正常的基因来代替或补救有缺陷的基因，避免遗传疾病的出现。目前，这种技术还不成熟。

基因工程的首次胜利

1973年，美国斯坦福大学教授科恩从大肠杆菌里提取出两种不同的质粒。它们各自具有一个抗生素药基因，把两个基因“裁剪”下来，“拼接”在同一个质粒中，新的质粒叫“杂合质粒”。当这种杂合质粒进入大肠杆菌体内后，大肠杆菌就能抵抗两种药物，而且这种大肠杆菌的后代都具有双重抗药性。这个实验标志着基因工程的首次胜利。(www.xing528.com)

DNA的重组技术

基因工程的核心技术是DNA的重组技术。这种技术利用供体生物的遗传物质，或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后再将重组DNA分子导入受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。

小普课堂

20世纪80年代，美国科罗拉多大学的生物化学教授马文·卡拉瑟斯发明出了被称为“固相亚磷酰胺法”的单链DNA合成法，这种方法目前被大多数DNA商业合成所采用。

应用领域和前景

基因工程技术几乎涉及人类生存所必需的各个行业。如将一个具有杀虫效果的基因转移到棉花﹑水稻等农作物物种中，这些转基因作物就有了抗虫能力，因此基因工程可以应用到农业领域；要是把抗虫基因转移到杨树﹑松树等树木中，基因工程就被应用到林业领域；把生物激素基因转移到动物中去，这就与渔业和畜牧业有关了；如果利用微生物或动物细胞来生产多肽药物，那么基因工程就可以应用到医学领域。总之，基因工程应用前景是十分广阔的。

课后精练

1.DNA的全名是________，是由________（国家）生物化学家________首先发现的。

2.基因工程就是对基因进行________﹑________的过程。

3.基因工程在环境保护方面有哪些用途？

答案

1.脱氧核糖核酸　德国　米舍尔　2.拼接　重组　3.基因工程做成的DNA 探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。此外，基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。