浅谈基因工程技术的现状及其发展概要.docx

浅谈基因工程技术的现状及其发展概要.docx

《浅谈基因工程技术的现状及其发展概要.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈基因工程技术的现状及其发展概要.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

浅谈基因工程技术的现状及其发展概要

浅谈基因工程技术的现状及其发展纲要:

对于基因工程对人类的发展在此刻社会中也有了宽泛的应用,它主要表现在,医药方面,农业方面,环保方面,植物方面。

展望现状很乐观,我自己以为对于我们此刻的社会条件来看,基因工程的发展至关重要,我们是一个多人口的国家,对于粮食的需求面对着严重的缺少。

不论是什么事,没有粮食什么都不会做好,所以我们要应用好基因工程技术来增添我们的粮食产量,保证我们发展的前提条件。

目前我们也有好多在基因工程方面有了很大的发展。

可是我们也不要否定我们的不足,我们要更为的努力做得更好。

那我就说一下它用于的几个方面和远景;现状;发展。

从20世纪70年月初发展起来的基因工程技术,经过30多年来的进步与发展,已成为生物技术的中心内容。

很多科学家预知,生物学将成为21世纪最重要的学科,基因工程及有关领域的家产将成为21世纪的主导家产之一。

基因工程研究和应用范围波及农业、工业、医药、能源、环保等很多领域重点词:

基因工程技术;现状;发展序言基因工程技术是一项极为复杂的高重生物技术,它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法,依据人类所需,用DNA重组技术对生物基因组的构造和组成进蛋白质或人类有利的生物性状。

基因工程从出生到现在,仅有30年的历史,但是,无论是在基础理论研究领域,还是在生产实质应用方面,都已获得了惊人的成绩。

首先,基因工程给生命科学自己的研究带来了深刻的变化。

目前科学家已达成了多

种细胞器的基因组全序列测定工作。

其次,基因工程拥有宽泛的应用价值,能为工农业生产、医药卫生、环境保护开拓新门路。

1.基因工程技术在医药方面的应用基因工程药物利用基因工程技术开发新式治疗药物是目前最活跃和发展最快的领域。

自1982年世界第一个基因工程药物---重组胰岛素投放市场以来,基因工程药物就成为制药行业的一支奇兵,每年均匀有3-4个新药或疫苗问世,开发成功的约50个药品,诸如人胰岛素、忍尿激酶、人生长激素、扰乱素、激活剂、乙肝疫苗等广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病和一些遗传病上,在好多领域特别是疑难病症上,起到了传统化学药物难以达到的作用。

为治愈癌症正在研制的用单克隆抗体系成的“生物导弹”,就是依据人类的设计,把“生物导弹”发射出去,精准的命中癌细胞,并炸死癌细胞,而不损害健康的细胞,比方特意用于肿瘤的“肿瘤基因导弹”等。

可见,生物工程药物将成为21世纪药业的支柱。

而脱氧核糖核酸或许基因疫苗的问世,改革了机体的免疫方式。

此刻,人们翘首关注困扰人类的艾滋病病毒疫苗的早日问世。

只管目前诱变育种技术还是改进微生物工业生产菌种的主要手段,可是基因工程技术在改进工业生产菌种方面已有成功的报导。

最常有的是将控制药物合成重点

步骤的酶基因克隆,经过适合的载体转移到原生产菌中,以使控制限速步骤的酶水平,进而提升产量。

Malmberg等建立了一种带有编码赖氨酸ε-氨基转移酶基因（lysine-ε-aminotranster-ase,LAT这类控制Streptomycesclavuligerus生物合成头霉素C的限速步骤的重点酶的基因（lat的高拷贝质粒,并转入这类头霉素产生菌,使LAT提升活力提升了4倍,在2L发酵罐中产生头霉素的能力是本来的2倍,重组菌胞外LAT产物α-氨基己二酸的累积量也比原受体菌高。

伊维菌素（ivermectins是一个市场很大的抗虫抗生素,其前体阿弗米丁（avermectins的产生菌种的发酵液中有8个以上的组分,此中只有B1a组分才是制备伊维菌素的原料。

Ikeda等经过近十年的努力,已将阿弗米丁的生物合成基因簇所有搞清,并经过诱变与DNA重组,获取了仅产阿弗米丁B2a单调组分和B1a、B2a组份的重组工程菌,这不单大大提升了阿弗米丁有效组分的发酵效价,且给提取、精制、半合成等后办理工序带来了很大的便利。

能够预示,跟着对各样工业生产的微生物药物生物合成门路的深入认识以及基因重组技术的不断进展,应用基因工程方法定向建立高产菌株的成功实例将愈来愈多。

在抗生素发酵过程中供氧常常是一个限制要素,充分的氧气供应是药物工业发酵稳固和提升产量,降低成本的重点。

传统的解决方法如增添通肚量等对设施要求高,能量耗费大。

20世纪70年月末在专性好氧菌透明颤（Vitreoscilla中发现了血红蛋白（VHb,它能促賧纈簖讯鍺弯碍廈骇赘洁诚締瀕钤。

进氧气扩散到细胞尾端氧化酶上。

于是人们想到了将其基因

Vgb克隆到其余微生

物中,以促使微生物在低氧条件下生长。

1988年Khosla等从Vitreoscilla中分别出Vgb基因并将之转入大肠杆菌（E·coli,提升了大肠杆菌在溶氧量低于5%时对氧的利用率。

目前已用克隆表达VHb的方法提升了放线紫红素、头孢霉素C、红霉素等产生菌及青霉素酰化酶基因工程菌的产量。

血红蛋白基因工程的研究和应用,势必抗衡生素工业和其余重组药物发酵工业的节能等带来美好的远景。

作为半合成头孢菌素类抗生素重要原料的7-氨基头孢烷酸（7-ACA,目前国内外仍以化学裂解头孢菌素C的工艺路线为主。

国内外已报导可用经由GL-7-ACA的二步法（化学/酶法或二步酶法来生产7-ACA,与化学裂解法对比不单收率提升,且能大大减少环境污染,简化生产工艺。

但二步法中重点的GL-7-ACA酰化酶在假单胞菌中表达量低并且分别纯化困覺悯鏤艤毁爷买詔檁雾檔邇禪剑僂。

难,限制了这类方法的应用。

经过将GL-7-ACA酰化酶基因转入大肠杆菌中表达恰巧能够解决这一问题。

近来又报导可将编码2个酶的基因直接转入头孢菌素C的生产菌种中,使其在发酵时直接产生7-ACA。

调理基因在药物的生物合成中也起侧重要作用,增添调理基因的基因量能够大幅提升药物产量。

Hopwood等将放线紫红素生物合成的一个调理基因actⅡ导入原产生菌,只管基因的拷贝数仅增添了2倍,放线紫红素的产量却增添了30-40倍。

某些抗生素生产菌的产量不高,是因为其自己对该抗生素的抗性不高。

所以,利用高拷贝质粒的基因量效应,增添菌种对自己产生的抗生素的抗性,可能增添抗生素的产量。

比如,将氨基糖苷-6-乙酰转移酶基因导入卡那霉素和新霉素产生菌,因为提升了对氨糖类抗生素的抗性,产量提升了2-6倍基因治疗基因治疗是指因为某种基因缺点惹起的遗传病经过转基因技术而获取纠正。

临床实践已经表示:

基因治病已经改革了整个医学的预防和治疗领域。

比方痴人病,用健康的基因改换或许改正患者的出缺损的基因,就有可能根治这类疾病。

此刻已知的人类遗传病约有4000种,包含单基因缺点和多基因的综合症。

运用基因工程技术或基因打靶的手段,将病毒的基因杀灭,插入改正基因,得以治疗、校订和预防遗传疾病的目的。

目前,基因治疗已扩大到肿瘤、心血管系统疾病、神经系统疾病等的治疗。

人类也已成功实现了肾、心、肝、胰、肺等器官的移植,也有双器官和多器官的联合移植。

基因治疗有两种门路:

一是体细胞的基因治疗,一是生殖细胞的基因治疗。

因为生殖细胞的基因治疗操作技术异样复杂,又波及伦理慢行之理充分,故还没有人涉及。

基因工程是20世纪生命科学中最伟大的成绩,开拓了生命科学的新纪元。

经过几十年的发展,基因工程技术已成为一个巨大的旭日家产,它能够超越动物、植物、微生物之间的界线,创建出新的生物种类。

基因工程不单在医学上应用宽泛,并且也宽泛应用在工业、农业、冶金、环保、资源、能源、畜牧渔业等领域,讥瀟阂龙濫鷴诘饥廣脓嚦擊園纈飑。

为人类的饱食暖衣和健康长寿供应了连续的适用价值很高的产品,发展远景极为广阔。

目前,以基因工程药物为主导的基因工程应用家产已成为全世界发展最快的家产之一,发展远景特别广阔。

基因工程药物主要包含细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。

它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包含艾滋病在内的各样传得病、类风湿疾病等有重要作用。

在好多领域特别是疑难病症上,基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。

我们最为熟习的扰乱素（IFN就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子,在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。

目前,应用基因工程研制的艾滋病疫苗已达成中试,并进入临床考证阶段;特意用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久达成研制,它可有目的地找寻并杀死肿瘤,将使癌症的治愈成为可能。

由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参加研制的特意用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂,最后解决了从剪切、分别到吞食肝细胞内肝炎病毒,修复、促使肝细胞重生的全过程。

经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。

此项基因学研究成就在国际治肝领域中,是继扰乱素等药物以后的一项拥有革命性转变的重要医学成就。

2.基因工程技术在农业方面的应用抗除草剂的植物基因工程资料表示,每年杂草造成的经济损失占农作物总产值的10%-20%左右只管除草剂的使用,对大规模机械化耕种,减少劳力开销和提升量有极为重要的作用,但一般除草剂的选择性较差,即除了杀草之外,还会将作物杀死。

此刻利用生物技术,将能抵挡除草剂的基因转移到植物中,获取抗除草剂的植物,如美国的孟山都企业将除草剂草甘磷的靶酶（EPSPS的cDNA克隆转入油菜,目前,已获取的抗除草剂作物有大豆、棉花、玉米、水稻和甜菜等20多种。

三瑋麦摳绐羥愠諼讶馀橼蘇欖连们。

抗虫的植物基因工程

生物防治害虫的工作已经睁开多年,主假如利用苏云金杆菌中的毒蛋白（结晶蛋白对害虫有迫害作用,使用这些杆菌来控制害虫。

此刻,人们能够经过克隆这些毒蛋白的基因（Bt基因并把这些基因转移到植物细胞中,进而获取能抗虫的转基因植物。

目前,Bt基因已被转入烟草、番茄、马铃薯、水稻、玉米及棉花等多栽种物中。

1996年转Bt基因棉花在美国栽种66万hm2经中国农科院棉花所引进在华北试种两年,在多点表现突出,在完整不喷杀虫剂的状况下,单产仍旧高于喷撒2-3次杀虫剂的中国推行棉花,显示出了控制棉铃虫的极好远景。

动物转基因育种动物基因工程研究主要集中在改进牲畜、家禽的经济性状和经过转基因动物进行药物或蛋白质的生产等方面,目前已获得了明显的成就,先后培养出转基因猪、羊、牛和鱼等,另一种转基因猪是带有人体基因的猪,这类转基因猪客望能解决人体移植动物器官的遗体排挤问题。

跟着动物基因工程技术的渐渐成熟和转人体血红蛋白的基因猪、转人体血清蛋白的基因山羊等的问世,不单能生产出大批人类所需的血红蛋白、白蛋白等药物并且为动物育种开拓了一条崭新的门路。

3.基因工程技术在环保方面的应用工业发展以及其余人为要素造成的环境污染已远远高出了自然界微生物的净化能力,已成为人们十分关注的问题。

基因工程技术可提升微生物净化环境的能力。

美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因链接,转移到某一菌体中建立出可同时降解4种有机物的“超级细菌”,用之除去石油污染,在数小时内可将水上调油中的2/3烃类降解完,而天然菌株需1年之久。

也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢杆菌、且表达成功。

它能钉死蚊虫与害虫,而对人畜无害,不污染环境。

现已开发出的基因工程菌有净化农药的DDT的细菌、降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物（铅、汞、镉等的基因工程菌及植物等。

90年月后期问世的DNA改组技术能够创新基因,并给予表达产物以新的功能,创建出崭新的微生物,如可将降解某一污染物的不一样细菌的基因经过PCR技术所有克隆出轫環泼妫诣闊泶哗烩縹咏駑匮魚货。

来,再利用基因重组技术在体外加工重组,最后导入适合的载体,就有可能产生一种或几种拥有非凡降解能力的超级菌株,进而大大地提升降解效率基因工程技术在植物方面的应用经过基因工程改进品种在将来的农业生产中日趋显示出巨大潜力。

只管科学家们对转基因植物的争辩仍在连续，但能够必定的是，转基因植物作为一项新兴的生物技术的产物，在解决日趋膨胀的地球人吃饭问题和在解决长久疑惑人类发展的资源欠缺、环境恶化、经济衰败三大难题中起着愈来愈重要的作用。

农业领域是目前转基因技术应用最为宽泛的领域之一。

农作物生物技术的目的是提升作物产量，改良质量，加强作物抗逆性、抗病虫害的能力。

基因工程在这些领域已获得了令人瞩目的成就。

因为植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面睁开。

自从发现烟草花叶病毒（TMV的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上显然延缓发病时间或减少病害的症状，经过导入植物病毒外壳蛋白来提升植物抗病毒的能力，已用多栽种物病毒进行了试验。

在利用基因工程手段加强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已获得很大进展。

植物对窘境的抗性向来是植物生物学家关怀的问题。

因为植物生理学家、遗传学家和分子生物学家共同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种（系也已获取成功。

植物的抗寒性对其生长发育尤其重要。

科学家发现极地的鱼体内有一些特别蛋白能够克制冰晶的增添，进而免受低温的冻害并正常地生活在严寒的极地中。

将这类抗冻蛋白基因从鱼基因组中分别出来，导入植物体可获取转基因植物，目前这类基因已被转入番茄和黄瓜中。

跟着生活水平的提升，人们愈来愈关注口胃、口味、营养成分、赏识价值等质量性状。

实践证明，利用基因工程能够有效地改良植物的质量，并且愈来愈多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改进作物质量也获得了许多进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培养出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量靠近大豆，大大提升了营养价值，获取了农场主及花费者的广泛欢迎。

在花色、花香、花姿等性状的改进上也作了大批的研究。

4.基因工程技术的远景展望因为基因工程运用DNA分子重组技术，能够依据人们早先的设计创建出许礼議态誒護违飨憲驴湾龕锈釕餌凛。

多新的遗传联合体，拥有奇特遗传性状的新式产物，加强了人们改造动植物的主观能动性、预示性。

并且在人类疾病的诊疗、治疗等方面拥有革命性的推进作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。

所以，各国政府及一些大企业都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，强抢这一高科技制高点。

其应用远景十分广阔。

我国基因工程技术尚落伍于发达国家，更应该加快发展，切不行坐失良机。

可是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来必定的灾害。

比方基因药物，它不单能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、表面等亦可任意加以改造；还有，克隆技术假如不加限制，任其自由发展，最后有可能致使人类的毁坏。

还有，只管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竟这些东西还是新惹祸物，需要实践慢慢地查验。

转基因生物和惯例生殖生长的品种同样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增添新性状，或除去本来的不利性状，但惯例育种是经过自然选择，并且是近缘杂交，适者生计下来，不适者被裁减掉。

而转基因生物远远高出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺少知识和经验，按目前的科学水平还不可以完整精准地展望。

所以，我们要在抓住机会，鼎力发展基因工程技术的同时，需要严格管理，充分重视转基因生物的安全性。

参照文件：

陈渝军,林晶.基因工程技术在医药卫生领域的应用及发展.药价,2005,2（2:

144-145.童克中.基因及其表达.北京:

科学第一版社,2001.[3]李尉民,乐宁,夏红民.转基因生物及其产品的风险与管理.生物技术报.2000（441-44.[4]朱宝泉.基因工程技术在医学工业中的应用及进展[J].中国医药工业志.1997.28（2:

5658.[5]方鹏.基因工程应用简述[J].辽宁师专学报.2004.6（2:

29-30.[6]周黎,柯传奎.基因工程药物研究现状与对策[J].生命科学仪器2004.1:

22.[7]MalmbergLH,HuWS,ShermanDHJournal·ofBacteriology,1993,175（11:

6916~6924[8]Haruo·Ikeda,SatoshiOmuraJournal·ofAntibiotics,1995,48（7:

549~562[9]Chaitan·Khosla,JamesEBNature,·1988,331:

633~635·[10]郭宏秋,杨成功·微生物学通告,1996,23（4:

227~230[11]·周煜,刘涤,胡之璧·药物生物技术,2000,7（4:

251~253[12]·路正兵,夏颖.基因工程在疾病防治及药物研圆鎔劳种筛惻谀擔訌愾錆針掴蓟阅。

制上的应用[J].安徽预防医学杂志.2000.6（5:

398-400.[13]王豪杰21世纪基因工程在肿瘤防治中的应用[J]2000.6（6:

62-67靨浆麩厦骧蟈艱吨赁柽诃偵藹鰻钕。