據(jù)了解，基因工程(genetic engineering)又稱基因拼接技術和DNA重組技術，是以分子遺傳學為理論基礎，以分子生物學和微生物學的現(xiàn)代方法為手段，將不同來源的基因按預先設計的藍圖，在體外構建雜種DNA分子，然后導入活細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品的遺傳技術?；蚬こ碳夹g為基因的結構和功能的研究提供了有力的手段。

基因工程是人工進行基因切割、重組、轉移和表達的技術?；蚬こ陶Q生于70年代。自1977年成功地用大腸桿菌生產(chǎn)生長激素釋放抑制因子以來，人胰島素、人生長激素、胸腺素、干擾素、尿激酶、肝火病毒疫菌、口蹄疫疫菌、腹瀉疫菌和腫瘤壞死因子等數(shù)十種基因工程產(chǎn)品相繼問世;1982年開始進入商品市場，在醫(yī)療保健和家畜疾病防治中獲得廣泛應用，并已取得或正在取得巨大的效果和收益?；蚬こ痰幕静襟E為：取得所需要的DNA特定片段(目的基因);選擇基因的合適運載體(另一種DNA分子);使目的基因和運載體結合，得到重組DNA;將重組DNA引入細菌或動植物細胞并使其增殖;創(chuàng)造條件，使目的基因在細胞中指導合成所需要的蛋白質或其他產(chǎn)物，或育成動植物優(yōu)良新種(或新品種)。

運用基因工程技術已育成高賴氨酸、高蘇氨酸、高維生素K的生產(chǎn)菌株，并成功地將淀粉酶基因經(jīng)持導入了酵母，使之直接利用淀粉生產(chǎn)酒精，從而將發(fā)酵工業(yè)推到一新的高度。農業(yè)上采用基因工程技術已培育成抗蟲害煙草、抗除莠劑煙草和抗斑紋病煙草、高蛋白稻米、瘦肉型豬、優(yōu)質產(chǎn)毛羊等動植物新品種。我國近年來基因工程也取得了重大成果，如乙型肝炎病毒疫苗、甲型肝炎病毒疫苗、幼畜腹瀉疫苗、青霉素?；富蚬こ叹甑?，有的已推廣使用、有的正在試產(chǎn);胰島素、干擾素和生長激素等基因工程產(chǎn)品正進行高效表達試驗;抗煙草斑紋病毒、抗除莠劑，抗蟲害的植物基因工程研究工作已獲階段性成果;高等植物基因導入的新方法，固氮及相關DNA結構和調控等研究達到了世界先進水平。

基因工程的基本步驟

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連接成重組 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。

基因工程的基本步驟是：

第一步：獲得符合人類意愿的基因，即獲得目的基因。目的基因是依據(jù)基因工程設計中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遺傳信息。獲得目的基因的方法很多，目前采用的分離、合成目的基因的方法主要有：

超速離心法：根據(jù)不同基因的組成不同，即其內的堿基對的比例不同，其浮力、密度等理化性質也不同的原理，應用密度梯度超速離心機，直接將特殊的目的基因分離出來。

分子雜交法：采用加堿或加熱的方法使DNA變成單鏈，而后加入有放射性標記的RNA，讓DNA在特定的條件下，結合成DNA和RNA的雜交分子，再用多聚酶制備出足夠數(shù)量的雙鏈DNA分子，進而獲得DNA目的基因。

反轉錄酶法：先分離出特定的mRNA，再用反轉錄酶做催化劑，以RNA為模板合成所需要的DNA目的基因。

合成法：如果已知目的基因的堿基排列順序，可用酶法或化學法，直接合成目的基因。目前此法已很少采用。

第二步：把目的基因接到某種運載體上，常用的運載體有能夠和細菌共生的質粒、溫和噬菌體(病毒)等。

DNA重組技術：重組DNA就是讓DNA片段和載體連接。外源DNA是很難直接透過細胞膜進入受體細胞的。即使進入受體細胞之中，也會受到細胞內限制性內切酶的作用而分解。目的基因結合到經(jīng)過改造的細菌中的質粒(細菌細胞中的小環(huán)狀DNA分子)或溫和噬菌體(病毒)上后形成的組合體稱為重組體DNA。在這一技術中，限制性內切酶是一種常用的工具酶，它能“切開”質粒的環(huán)形DNA，也能切取目的基因，然后把目的基因DNA片段與質粒DNA分子的兩端，在連接酶的作用互補連接形成重組體DNA。

第三步：通過運載體把目的基因帶入某生物體內，并使它得到表達。目的基因的表達是指目的基因進入受體細胞后能準確地轉錄和翻譯。目的基因能否表達是基因工程是否成功的關鍵。

目前，人類已經(jīng)利用外源基因，如人的生長激素基因、人胸腺激素基因、人干擾素基因、牛生長激素基因等，導入細菌中，生產(chǎn)出相應的產(chǎn)品，在臨床上得到了廣泛的應用，取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

DNA 分子很小，其直徑只有20埃，約相當于五百萬分之一厘米，在它們身上進行“手術”是非常困難的，因此基因工程實際上是一種“超級顯微工程”，對 DNA的切割、縫合與轉運，必須有特殊的工具。

要把目的基因從供體 DNA長鏈中準確地剪切下來，可不是一件容易的事。1968年，沃納·阿爾伯博士、丹尼爾·內森斯博士和漢密爾·史密斯博士第一次從大腸桿菌中提取出了限制性內切酶，它能夠在DNA上尋找特定的“切點”，認準后將DNA分子的雙鏈交錯地切斷。人們把這種限制性內切酶稱為“分子剪刀”。這種“分子剪刀”可以完整地切下個別基因。自70年代以來，人們已經(jīng)分離提取了 400多種“分子剪刀”。有了形形色色的“分子剪刀”，人們就可以隨心所欲地進行DNA分子長鏈的切割了。

DNA的分子鏈被切開后，還得縫接起來以完成基因的拼接。1976年，科學們在5個實驗室里幾乎同時發(fā)現(xiàn)并提取出一種酶，這種酶可以將兩個DNA片段連接起來，修復好DNA鏈的斷裂口。1974年以后，科學界正式肯定了這一發(fā)現(xiàn)，并把這種酶叫作DNA連接酶。從此，DNA連接酶就成了名符其實的“縫合”基因的“分子針線”。只要在用同一種“分子剪刀”剪切的兩種 DNA碎片中加上“分子針線”，就會把兩種DNA片段重新連接起來。

把“拼接”好的 DNA分子運送到受體細胞中去，必須尋找一種分子小、能自由進出細胞，而且在裝載了外來的 DNA片段后仍能照樣復制的運載體。理想的運載體是質粒，因為質粒能自由進出細菌細胞，應當用“分子剪刀”把它切開，再給它安裝上一段外來的 DNA片段后，它依然如故地能自我復制。有了限制性內切酶、連接酶及運載體，進行基因工程就可以如愿以償了。

運載體將目的基因運到受體細胞是基因工程的最后一步，目的基因的導入過程是肉眼看不到的。因此，要知道導入是否成功，事先應找到特定的標志。例如我們用一種經(jīng)過改造的抗四環(huán)素質粒PSC100作載體，將一種基因移入自身無抗性的大腸桿菌時，如果基因移入后大腸桿菌不能被四環(huán)素殺死，就說明轉入獲得成功了。

以上就是小編以上為大家?guī)淼挠嘘P王基因工程的相關內容，感謝小伙伴們的支持，歡迎下方留言與小編一起探討。