基因工程技術論文(2)
基因工程技術論文
基因工程技術論文篇二
基因工程技術對社會發(fā)展的影響
[摘要]基因工程技術也稱為DNA重組技術，是現(xiàn)代生物工程技術的核心?；蚬こ虘梅秶值膹V泛，應用于微生物、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領域。隨著基因工程的發(fā)展，對人類社會進步起到很大的作用，了解掌握基因工程對于現(xiàn)代科技時代是很必要的。本文主要介紹基因工程的研究及主要的應用領域醫(yī)學和農(nóng)業(yè)，然后再介紹其對社會發(fā)展的影響。
[關鍵詞]基因工程;研究現(xiàn)狀;應用領域;影響
基因工程是利用重組技術，在體外對目的基因進行構建，再導入細胞內(nèi)，使重組細胞在細胞內(nèi)表達，產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物，或者改造、創(chuàng)造新特性的產(chǎn)品?；蚬こ淌窃谏锘瘜W、分子生物學和分子遺傳學等學科的研究成果基礎上逐步發(fā)展起來的?；蚬こ虇柺酪詠恚l(fā)展非常的迅速，還發(fā)展了一系列的基因工程技術操作，如：DNA重組技術、PCR技術等?？茖W工作者十分的重視基礎研究，包括構建一系列的克隆載體和相應的表達系統(tǒng)，構建不同物種的基因文庫和cDNA文庫，開發(fā)新的工具酶等，各個方面都取得了豐碩的研究成果，使基因工程技術不斷的趨向成熟。許多科學家預言，生物學將成為21世紀最重要的學科，基因工程及相關領域產(chǎn)業(yè)成為21世紀的主導產(chǎn)業(yè)之一[1]?；蚬こ萄芯考皯蒙婕搬t(yī)學、農(nóng)業(yè)工業(yè)等許多領域?；蚬こ碳夹g的發(fā)展帶來兩個領域的革命性變化，分別是醫(yī)學和農(nóng)業(yè)這兩個領域。
一、基因工程技術在醫(yī)學領域的研究及應用
1.基因治療
基因治療是指通過操作遺產(chǎn)物質(zhì)來干預疾病的發(fā)生、發(fā)展和進程，包括替代或糾正人自身基因結構或功能上的錯亂，殺滅病變的細胞或增強機體清除病變細胞的能力等，從而達到致病的目的[2]。基因治療是隨著基因重組技術的成熟而發(fā)展起來的，現(xiàn)今是生物醫(yī)學發(fā)展的里程碑之一。
1990年美國NIH的French Anderson 博士開始世界第一個基因治療臨床試驗，用ADA(腺苷酸脫氨酶)基因治療以為ADA基因缺陷導致嚴重免疫缺損的四歲女孩，并獲得了初步成功[3]，目前該女孩跟常人一樣正常生活，這成功范例促使世界各國都掀起了基因治療的熱潮。2004年1月深圳賽百諾基因技術有限公司將世界上第一個基因治療產(chǎn)品重組人p53抗癌注射液正式推向市場，這是全球基因治療產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑。[4]目前利用基因?qū)盒阅[瘤，糖尿病、心腦血管病和艾滋病等疾病進行治療已取得重大進展。
RNA干擾技術在基因治療具有很大作用。RNA干擾技術是利用人工方法向宿主中引入沉默誘導因子，達到降解靶基因轉(zhuǎn)錄的目的[5]。目前，利用RNA干擾技術針對腫瘤治療的藥物已經(jīng)產(chǎn)生，臨床上的研究也在不斷的進行。現(xiàn)在RNA干擾技術很成熟的應用于研究特定基因領域，這項技術在醫(yī)學、藥學等領域有著重要的作用。另外鋅指核酸酶技術也已在人類基因治療中得到應用，鋅指核酸酶技術是一種心性的基因高效靶向修飾和調(diào)控技術。鋅指核酸酶技術在構建各種人類疾病動物模型、 研究人類疾病發(fā)病機理和治療人類遺傳疾病方面將體現(xiàn)出極大的應用價值[6]。
2.基因工程制藥
近些年來，基因技術的發(fā)展為醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展開辟廣闊的前景，以DNA重組技術為基礎的基因工程技術改造和替代傳統(tǒng)醫(yī)藥工業(yè)技術已成為重要的發(fā)展方向[7]。通過DNA重組生產(chǎn)以前因源材料或制造技術等問題不能生產(chǎn)的藥物，如：疫苗、抗體等。
基因工程疫苗 使用DNA重組技術克隆并表達保護性抗原基因，利用表達的病原的保護性抗原制成疫苗。包括：基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗和蛋白質(zhì)工程疫苗。目前，乙型肝炎病毒、麻疹、狂犬病病毒、霍亂和大腸桿菌等疫苗研究已經(jīng)有很大的進步[7]。
基因工程抗體 DNA重組技術與抗體基因結構功能的研究相結合，根據(jù)人們的意圖在基因水平上對抗體分子進行分割、拼接及修飾，或者人工合成導入受體表達產(chǎn)生新型基因工程抗體，應用于診斷和治療性抗體?；蚬こ炭贵w改造有：鼠單克隆抗體的人源化、制備雙特異性抗體、制備完全人源性抗體、表達單鏈抗體和制備抗體融合蛋白[8]。目前構建成功的用于抗腫瘤的有ScFv(CD3)-64、抗上皮，17-1A的ScFv、抗地高辛ScFv(Dig)-ScFv(erbB-2)，F(xiàn)ab(HSV-2)-SpA抗體融合蛋白和T細胞激活抗體OKT3相結合，構成雙特異性復合抗體可有效降低HSV-2病毒的產(chǎn)。在轉(zhuǎn)基因煙草中表達了乙肝表面抗原，可在小鼠體內(nèi)引起免疫反應。另外，具有抗凝血、抗血小板功能的基因工程抗體藥物在心腦血管疾病的治療中起著重要的作用[9]。
二、基因工程技術在農(nóng)業(yè)領域的研究及應用
農(nóng)業(yè)和人們的日常生活關系非常的密切，農(nóng)業(yè)的發(fā)展促進人類社會的發(fā)展。許多科學工作者從事農(nóng)業(yè)方面的研究。
利用基因工程技術，通過對植物基因進行改造，修飾加工，增強了植物對細菌、真菌病的抗性。生物防治蟲害是一項重要的工作。在防蟲害方面，科學研究已經(jīng)有的一些成果。研究發(fā)現(xiàn)，蘇云桿菌中的毒蛋白(結晶蛋白)對害蟲有毒害作用，可以利用這些桿菌來控制害蟲。可以通過克隆這些蛋白的基因，將這些基因?qū)胫参锛毎?，是基因在植物中表達，從而獲得抗蟲的轉(zhuǎn)基因植物。目前，蘇云孢桿菌基因已被轉(zhuǎn)入煙草、番茄、馬鈴薯、玉米和棉花等多種植物。通過科學家的研究，利用轉(zhuǎn)基因技術已經(jīng)成功的生產(chǎn)抗凍、抗旱、抗除草劑等植物。
隨著人類社會的進步，科技的發(fā)展，人類向大自然排放了越來越多的有害和難降解物質(zhì)。這些物質(zhì)嚴重破壞了環(huán)境和危害人的健康。利用基因工程技術提高微生物凈化環(huán)境是現(xiàn)代生物技術用于環(huán)境治理的一項關鍵技術?；蚬こ探o農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的巨大的經(jīng)濟效益。轉(zhuǎn)基因技術提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)、增強抗逆性、抗病性的能力。
農(nóng)田長期的使用過量的農(nóng)藥，已經(jīng)嚴重的破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡，破壞了土壤水質(zhì)，農(nóng)藥殘留有毒物質(zhì)于植物中，給人類帶來潛在的危害。消除農(nóng)藥化肥的危害，保護環(huán)境是當今重要及迫切解決的問題。 微生物在物質(zhì)循環(huán)中起著很重要的作用。科學家利用基因工程技術對微生物進行改造，構建高效的基因工程菌可以顯著提高農(nóng)藥降解效率。目前，已經(jīng)開發(fā)出凈化農(nóng)藥(如DDT)、降解水中染料以及環(huán)境中有機現(xiàn)已開發(fā)出有機氯苯類和氯酚類、 多氯聯(lián)苯的基因工程菌。Home等人通過研究大腸桿菌重組的DH10B表達產(chǎn)物O pd A和OPH(有機磷水解酶 )對幾種農(nóng)藥的酶解動力學比較，發(fā)現(xiàn)O pd A能作用更多底物的類似物，降解范圍更廣[10]。利用基因工程技術制作微生物農(nóng)藥，減少化學農(nóng)藥的使用，減少環(huán)境的污染。
三、基因工程技術給人類帶來的影響
基因工程是一把“雙刃劍”，給人類帶來利益的同時，我們也不能忽視它潛在的危害。基因工程技術的發(fā)展，給科學家研究帶來新的方向，新的研究水平。從細胞、分子水平到基因水平。人類對生命的研究更加的詳細，了解更加的深入。
基因工程技術的發(fā)展對醫(yī)學和農(nóng)業(yè)兩個領域帶來很大的影響?；蚬こ碳夹g促進了醫(yī)學科學研究的發(fā)展?；蚬こ碳夹g給科學對腫瘤、病毒、等難解決的人類疾病的研究帶來新的手段與方法，同時在人類疾病的研究，診斷、治療等方面有革命性推動作用。一、解決了常規(guī)方法不能生產(chǎn)或生產(chǎn)成本昂貴藥品的生產(chǎn)技術問題，開發(fā)了一大批特效藥物，如胰島素、干擾素等等，這些藥品可以分別用以防治諸如腫瘤、心腦肺血管、遺傳性等嚴重威脅人類健康的疑難病癥，而且在避免毒副作用方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)藥品;二、是研制出了一些靈敏度高、性能專一、實用性強的臨床診斷新設備，如體外診斷試劑、免疫診斷試劑盒等，并找到了某些疑難病癥的發(fā)病原理和醫(yī)治的嶄新方法;農(nóng)業(yè)領域里利用生物工程技術，科學家研制了許多抗病蟲害、抗逆性等優(yōu)良性狀的生物，提高作物的產(chǎn)量，解決的世界人口糧食短缺的問題。
基因工程技術給人類帶來利益的同時，也給人類帶來的一定的隱患。轉(zhuǎn)基因食品安全性的問題是人們一直非常關注個問題。轉(zhuǎn)基因食品目前雖然沒有發(fā)現(xiàn)對人類有什么危害，但是原有基因進行部分修飾后，也有可能存在著隱患，轉(zhuǎn)基因食品如果有過敏性，則轉(zhuǎn)基因食品就會有安全性問題。利用基因工程改造生物有可能打亂自然界的生態(tài)環(huán)境的平衡，破壞生態(tài)環(huán)境。轉(zhuǎn)基因技術還有可能會導致基因污染，有可能危害原植物的遺傳。基因工程技術同時帶來倫理道德的影響，克隆技術如果應用到人身，打破以往生育模式，則存在人類倫理道德的問題。
四、結語
轉(zhuǎn)基因技術生產(chǎn)的食品是否對人來帶來影響，這需要實驗和時間來驗證。我們要以一個平衡心來對待轉(zhuǎn)基因食品。在發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術的同時不能忽視其技術可能給人類帶來的危害。我們要利用好轉(zhuǎn)基因技術。基因工程技術給人類帶來的很大的革命性作用，但是我們要理性的的看待，并不斷的探索，尋找新的技術，方法，給人類帶來更大的進步，促進社會的發(fā)展。
[參考文獻]
[1]王嬌.基因工程技術的現(xiàn)狀和前景發(fā)展.河南化工 2010-04.
[2]鄧鴻新，田聆，魏于全.基因治療的發(fā)展現(xiàn)狀、問題和展望.生命科學.(2005)03-0196-04.
[3]W F Anderson，R M Blaese ，K Culver，et al.The ADA human gene therapy clinical protocol：points to consider response with clinical protocol.Human Gene Therapy ， 1990，1：331-362.
[4]S Pearson，H Jia，K Kandachi.China approves first gene therapy.Nature Biotechnology，2004，22(1)：3-4.
[5]董麗，郭惠珊.RNA沉默―植物基因組免疫的安全防線.生物工程學報.2012，28(5)：521-530.
[6]李戰(zhàn)偉，王令，任剛，王昕，張智英.鋅指核酸酶技術在基因治療中的應用研究進展.西北農(nóng)業(yè)科技大學學報.2011-06 0055-06.
[7]瞿禮嘉，顧紅雅，胡平等.現(xiàn)代生物技術導論[M] 北京，高等教育出版社，1998.
[8]張雪洪，張惟杰，基因工程抗體融合蛋白的構建，生物工程進展，2001-04.
[9]張瑩，何金生，洪濤，重組抗體藥物研究進展及應用，中國生物工程雜志，2009，29(8)：102-106
[10]盧大鵬，基因工程技術在農(nóng)業(yè)環(huán)境保護中的應用，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學，(2009)05-0186-02
(作者單位：華中師范大學生命科學學院 湖北武漢)
看了“基因工程技術論文”的人還看：
1.基因工程學術論文
2.生物工程論文范文
3.仿生技術論文
4.pcr技術論文