基因工程的研究现状与应用

李文博

摘 要：基因工程自上个世纪出现之后，一直处于蓬勃发展之中并被广泛关注。进入新世纪以来，更是得到了长足的进步。目前，在生物领域各相关行业内，均已受到一定的重视。本文主要介绍基因工程在农业、医学等方面的应用研究，探讨基因工程对于这些行业的巨大推动作用，同时注意基因工程技术可能带来的不利影响，用以扩大学生的生物学相关知识含量，提高学生对于基因工程的学习兴趣。

关键词： 基因工程;医学;农业; 治疗;应用

基因工程是在分子水平上，对基因进行剪切、拼接、重组等操作，再将改造后的基因导入活细胞内，通过基因在活细胞内的转录翻译等操作，改变生物体的性状与遗传特性，达到提高生产和对生物体进行改造的目的。由于可以改造生物，故而在生物相关行业内，均得到了广泛的发展和应用。

一、基因工程的主要步骤

（1）目的基因的分离：从含有所需性状的生物体的基因组中，通过酶切等手段，找到并分离出所需dna片段。

（2）体外重组dna：在体外，将所需dna片段连接到可自我复制并有一定标记的载体上，达到重组dna分子的目的。

（3）导入目的基因：将重组后的dna转移到受体细胞内，并与之一起增殖。而后从细胞群落中，筛选出获得了重组dna分子的受体细胞。

（4）对目的基因进行检测和表达

二、基因工程的研究现状与应用

1.基因工程治疗疾病

随着人类对基因研究的不断深入，发现许多疾病是由于基因结构与功能发生改变所引起的。科学家将不仅能发现有缺陷的基因，而且还能掌握如何进行对基因诊断、修复、治疗和预防，这是生物技术发展的前沿。这项成果将给人类的健康和生活带来不可估量的利益。所谓基因治疗是指用基因工程的技术方法，将正常的基因转如病患者的细胞中，以代病变基因，从而表达所缺乏的产物，或者通过关闭或降低异常表达的基因等途径，达到治疗某些遗传病的目的。目前，已发现的遗传病有6500多种，其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此，遗传病是基因治疗的主要对象。

目前，科学家们正在研究的是胎儿基因疗法。如果现在的实验疗效得到进一步确证的话，就有可能将胎儿基因疗法扩大到其它遗传病，以防止出生患遗传病症的新生儿，从而从根本上提高后代的健康水平。

2.加快农作物新品种的培育

科学家们在利用基因工程技术改良农作物方面已取得重大進展，一场新的绿色革命近在眼前。这场新的绿色革命的一个显著特点就是生物技术、农业、食品和医药行业将融合到一起。

基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物。例如，基因技术可以使农作物自己释放出杀虫剂，可以使农作物种植在旱地或盐碱地上，或者生产出营养更丰富的食品。科学家们还在开发可以生产出能够防病的疫苗和食品的农作物。

基因技术也使开发农作物新品种的时间大为缩短。利用传统的育种方法，需要七、八年时间才能培育出一个新的植物品种，基因工程技术使研究人员可以将任何一种基因注入到一种植物中，从而培育出一种全新的农作物品种，时间则缩短一半。

3.基因工程与医药卫生

（1）许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。例如胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其价格降低了30%-50%！

（2）其它基因工程药物

人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。基因工程药品是制药工业上的重大突破。目前用基因诊断方法已经能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等许多种病毒。

三、基因工程可能存在的不利影响

目前由于缺乏大样本的科研数据和长时间的验证，人们对转基因生物可能存在的潜在危害或风险还知道得很少，因此，人们对转基因技术的应用还存在一些质疑与顾虑。

1.转基因食品的安全性问题

很多经基因改造的农作物和动物都经过加工成为食品，转基因食物已逐渐走进了人们的生活。虽然食物中的转基因本身并无安全性问题，但由于机体内生物化学变化纷繁复杂，有些反应需要经过很长时间才能表现出来，甚至有可能经历几代才能监测到。人们担心转基因食品可能对人体产生某些毒理作用和过敏反应，例如，转人的生长激素类基因就有可能对人体生长发育产生重大影响，所以目前社会上还有许多人抵制转基因食品，甚至有些国家还完全禁止转基因食品的播种与生产。

2.对伦理道德的影响

倘若基因克隆技术应用到人类自身，将会打破传统的传宗接代的模式。父子、夫妻等基本的伦理关系会变得模糊不清，家庭成员关系将出现混乱，现有的社会秩序会被打乱，进而使人类现有的意识形态、法律制度、宗教信仰变得无所适从网人类道德文明将受到威胁。

四、基因工程的前景

基因工程的广泛应用为人类社会带来了巨大的变革，转基因技术的影响已经深入到人类生活的各个方面，而且对促进全球经济发展以及增进人类健康方面必将发挥越来越大的作用。我们在分享基因工程为人类带来丰硕成果的同时，也不能忽视它可能存在的潜在的危害，对待基因工程的应用要趋利避害，不能因噎废食，应该不断探索，使基因工程技术能为人类创造出更高的价值。总之一句话，基因工程应用范围将是十分广泛的，其前景是巨大的。

参考文献

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