1樓：匆之行
是基因工程吧
基因工程簡介
我們常常說基因是生物體進行生命活動的「藍圖」，這是因為生物體可以通過基因的特異性表達，來完成各種生命活動。例如，青黴菌能夠產生出對人類有用的抗生素——青黴素；豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮；家蠶能夠吐出絲……那麼，人們能不能通過改造生物體的基因，定向地改變生物的遺傳特性呢？比如，通過對基因進行改造和重新組合，讓禾本科的植物也能夠固定空氣中的氮，讓細菌「吐出」蠶絲，讓微生物生產出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物。
科學家們經過多年的努力，終於在20世紀70年代，創立了一種能夠定向改造生物的新技術——基因工程。那麼，什麼是基因工程呢？基因工程又是怎樣改變生物遺傳特性的呢？
一 基因工程的基本內容
基因工程又叫做基因拼接技術或dna重組技術。這種技術是在生物體外，通過對dna分子進行人工「剪下」和「拼接」，對生物的基因進行改造和重新組合，然後匯入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。通俗地說，就是按照人們的主觀意願，把一種生物的個別基因複製出來，加以修飾改造，然後放到另一種生物的細胞裡，定向地改造生物的遺傳性狀。
基因工程是在dna分子水平上進行設計施工的。dna分子的直徑只有2.0nm(粗細只有頭髮絲的十萬分之一)，其長度也是極其短小的。
如流感嗜血桿菌的dna，長度只有0.83?m，即使是較大的大腸桿菌，其長度也只有1.
36?m。要在如此微小的dna分子上進行剪下和拼接，是一項非常精細的工作，必須要有專門的工具。
基因操作的工具
用什麼樣的工具才能準確無誤地對基因進行剪下和拼接呢？這是從事基因工程研究的科學家首先遇到的難題。例如，通過基因工程培育抗蟲棉時，就需要將抗蟲的基因從某種生物(如蘇雲金芽孢桿菌)中提取出來，「放入」棉的細胞中，與棉細胞中的dna結合起來，在棉中發揮作用。
這裡遇到的難題主要有兩個：首先是蘇雲金芽孢桿菌的一個dna分子有許多基因，怎樣從它的dna分子的長鏈上辨別出所需要的基因，並且把它切割下來。其次是如何將切割下來的抗蟲基因與棉的dna「縫合」起來。
為了突破這些難關，科學家進行了許多試驗，最後他們發現了一種「基因剪刀」和「基因針線」，可以用來完成基因的剪下和拼接。
基因的剪刀——限制性內切酶 基因的剪刀指的是dna限制性內切酶(以下簡稱限制酶)。限制酶主要存在於微生物中。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，並且能在特定的切點上切割dna分子(如圖)。
例如，從大腸桿菌中發現的一種限制酶只能識別gaattc序列，並在g和a之間將這段序列切開。目前已經發現了二百多種限制酶，它們的切點各不相同。蘇雲金芽孢桿菌中的抗蟲基因，就能被某種限制酶切割下來。
基因的針線——dna連線酶 從圖中可以看出，被限制酶切開的dna兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，它們之間正好互補配對，這樣的切口叫做黏性末端。可以設想，如果把兩種**不同的dna用同一種限制酶來切割，然後讓兩者的黏性末端黏合起來，似乎就可以合成重組的dna分子了。但是，實際上僅僅這樣做是不夠的，互補的鹼基處雖然連線起來，但是這種連線只相當於把斷成兩截的梯子中間的踏板連線起來，兩邊的扶手的斷口處還沒有連線起來(如圖)。
要把扶手的斷口處連線起來，也就是把兩條dna末端之間的縫隙「縫合」起來，還要靠另一種極其重要的工具——dna連線酶。
基因的運輸工具——運載體 要將一個外源基因，如上面所說的抗蟲基因，送入受體細胞，如棉細胞，還需要有運輸工具，這就是運載體。作為運載體的物質必須具備以下條件：能夠在宿主細胞中複製並穩定地儲存；具有多個限制酶切點，以便與外源基因連線；具有某些標記基因，便於進行篩選。
目前，符合上述條件並經常使用的運載體有質粒、噬菌體和動植物病毒等。
質粒是基因工程最常用的運載體，它廣泛地存在於細菌中，是細菌染色體外能夠自主複製的很小的環狀dna分子，大小隻有普通細菌染色體dna的百分之一(如圖)。質粒能夠「友好」地「借居」在宿主細胞中。一般來說，質粒的存在與否對宿主細胞生存沒有決定性的作用。
但是，質粒的複製則只能在宿主細胞內完成。
大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌等細菌中都有質粒。因為土壤農桿菌很容易感染植物細胞，所以科學家培育轉基因植物時，常常用土壤農桿菌中的質粒做運載體。
基因操作的基本步驟
進行基因操作一般要經歷四個基本步驟，也就是基因操作的「四步曲」。
提取目的基因 基因操作的第一步，是取得人們所需要的特定基因，也就是目的基因(如圖)。如前
面提到的蘇雲金芽孢桿菌中的抗蟲基因，還有植物的抗病(抗病毒、抗細菌)基因、
種子的貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等，都是目的基因。
要從浩瀚的「基因海洋」中獲得特定的目的基因，猶如大海撈針，是十分不易的。科學家們經過不懈地探索，想出了許多辦法，概括地說，主要有兩條途徑：一條是從供體細胞的dna中直接分離基因；另一條是人工合成基因。
直接分離基因最常用的方法是「鳥槍法」，又叫「散彈射擊法」。這種方法猶如用獵槍發射的散彈打鳥，無論哪一顆彈粒擊中目標，都能把鳥打下來。鳥槍法的具體做法是：
用限制酶將供體細胞中的dna切成許多片段，將這些片段分別載入運載體，然後通過運載體分別轉入不同的受體細胞，讓供體細胞所提供的dna(外源dna)的所有片段分別在各個受體細胞中大量複製(在遺傳學中叫做擴增)，從中找出含有目的基因的細胞，再用一定的方法把帶有目的基因的dn**段分離出來。如許多抗蟲、抗病毒的基因都可以用上述方法獲得。
用「鳥槍法」獲取目的基因的缺點是工作量大，具有一定的盲目勝。又由於真核細胞的基因含有不表達的dn**段，不能直接用於基因的擴增和表達，因此，在獲取真核細胞中的目的基因時，一般是用人工合成基因的方法。
目前人工合成基因的方法主要有兩條途徑。一條途徑是以目的基因轉錄成的信使rna為模板，反轉錄成互補的單鏈dna，然後在酶的作用下合成雙鏈dna，從而獲得所需要的基因。另一條途徑是根據已知的蛋白質的氨基酸序列，推測出相應的信使rna序列，然後按照鹼基互補配對原則，推測出它的結構基因的核苷酸序列，再通過化學的方法，以單核苷酸為原料合成目的基因(如圖)。
如人的血紅蛋白基因、胰島素基因等就可以通過人工合成基因的方法獲得。
20世紀80年代以後，隨著dna核苷酸序列分析技術的發展，人們已經可以通過dna序列自動測序儀(見本章題圖左上**)對提取出來的基因進行核苷酸序列分析，並且通過一種擴增dna的新技術(也叫pcr技術)，使目的基因片段在短時間內成百萬倍地擴增。上述新技術的出現大大簡化了基因工程的操作技術。
目的基因與運載體結合 將目的基因與運載體結合的過程，實際上是不同**的dna重新組合的過程。如果以質粒作為運載體，首先要用一定的限制酶切割質粒，使質粒出現一個切口，露出黏性末端。然後用同一種限制酶切斷目的基因，使其產生相同的黏性末端。
將切下的目的基因的片段插入到質粒的切口處，再加入適量的dna連線酶，質粒的黏性末端與目的基因dn**段的黏性末端就會因鹼基互補配對而結合，形成了一個重組dna分子(如圖)。如人的胰島素基因就是通過這種方式與大腸桿菌中的質粒dna分子結合，形成重組dna分子(也叫重組質粒)的。
將目的基因匯入受體細胞 目的基因的片段與運載體在生物體外連線形成重組dna分子後，下一步是將重組dna分子引入受體細胞中進行擴增(如圖)。
基因工程中常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等。
用人工的方法使體外重組的dna分子轉移到受體細胞，主要是借鑑細菌或病毒侵染細胞的途徑。例如，如果運載體是質粒，受體細胞是細菌，一般是將細菌用氯化鈣處理，以增大細菌細胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質粒進入受體細胞。目的基因匯入受體細胞後，就可以隨著受體細胞的繁殖而複製，由於細菌繁殖的速度非常快，在很短的時間內就能夠獲得大量的目的基因。
目的基因的檢測和表達 以上步驟完成以後，在全部受體細胞中，真正能夠攝入重組dna 分子的受體細胞是很少的。因此，必須通過一定的手段對受體細胞中是否匯入了目的基因進行檢測。檢測的方法有很多種，例如，大腸桿菌的某種質粒具有青黴素抗性基因，當這種質粒與外源dna組合在一起形成重組質粒，並被轉入受體細胞後，就可以根據受體細胞是否具有青黴素抗性來判斷受體細胞是否獲得了目的基因。
重組的dna分子進入受體細胞後，受體細胞必須表現出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達過程。例如，科學家最初做抗蟲棉試驗時，雖然已經檢測出棉的植株中含有抗蟲的基因，但讓棉鈴蟲食用棉的葉片時，棉鈴蟲並沒有被殺死，這說明抗蟲基因還不能在高等植物中表達。科學家在研究的基礎上，又一次對棉植株中的抗蟲基因進行了修飾，然後再讓棉鈴蟲食用棉的葉片，結果食用的第二天棉鈴蟲就中毒死亡了。
這說明抗蟲基因在棉植株中得到了表達
2樓：章魚哥的店
1、材料的準備：目的基因、載體、工具酶和受體細胞（宿主）的準備。用相同的限制 性內切酶分別將外源dna和載體分子切開，以產生相同的黏性末端。
2、 將目的基因與載體dna進行體外重組，形成重組dna分子。
3、 將重組的dna分子引入受體細胞，並建立起無性繁殖系。
4、 篩選出所需要的目的無性繁殖系，並保證外源基因在受體細胞中穩定遺傳、正確 表達。
可將基本步驟概括為：切、接、轉、增、檢。
3樓：
提取目的基因，目的基因與運載體結合，目的基因匯入受體細胞，目的基因的檢測與鑑定。
什麼是基因工程,其基本過程是什麼?
4樓：匿名使用者
又稱基因拼接技術和dna重組技術
簡述基因工程操作的幾個步驟？
5樓：
獲取目的基因，構建表達載體，將目的基因匯入受體細胞，目的基因的檢測與鑑定。
6樓：百里秀花世嬋
基因工程一般包括四個步驟:一是取得符合人們要求的dna()片段,這種dna()片段被稱為「目的基因」;二是將目的基因與質粒或病毒dna連線成重組
dna;三是把重組dna引入某種細胞;四是把目的基因能表達的受體細胞挑選出來。
簡述基因工程藥物生產的基本過程，簡述基因工程藥物生產的基本過程？
用基因工程方法制造的工程菌可以高效率地產生各種高質量 低成本的藥品。進行基因操作一般要四個步驟。1 提取目的基因，有兩條途徑 一是從供體細胞的dna中直接分離 二是人工合成。2 目的基因與運載體結合。質粒是最常用的運載體，所以這一步也叫重組質粒。3 將目的基因匯入受體細胞。目的基因到入受體細胞後就可...
基因工程 中的標記基因是什麼，基因工程中標記基因的作用
混吉居士 定義 標記基因是一種已知功能或已知序列的基因，能夠起著特異性標記的作用。在基因工程意義上來說，它是重組dna載體的重要標記，通常用來檢驗轉化成功與否 在基因定位意義上來說，它是對目的基因進行標誌的工具，通常用來檢測目的基因在細胞中的定位。舉例1 作為重組dna載體的重要標記 舉例 大腸桿菌...
基因工程菌是什麼，什麼是基因工程菌
漫閱科技 糖尿病是患者胰臟的胰島細胞不能分泌胰島素，血糖過高而致。糖尿病患者的死亡率僅次於癌症和心臟病。全世界約有6000萬糖尿病患者。科學家們把人的胰島素基因送到大腸桿菌的細胞裡，讓胰島素基因和大腸桿菌的遺傳物質相結合。人的胰島素基因在大腸桿菌的細胞裡指揮著大腸桿菌生產出了人的胰島素。並隨著它的繁...