拼接技術和DNA重組技術
。所謂基因工程是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術,是將外源基因通過體外重組後導入受體細胞
內,使這個基因能在受體細胞內復制、轉錄、翻譯表達的操作。基因工程是生物工程
的壹個重要分支
大腦彩虹圖,它和細胞工程
、酶工程
、蛋白質工程
和微生物工程
***同組成了生物工程。所謂基因工程(genetic engineering)是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術。它是用人為的方法將所需要的某壹供體生物的遺傳物質——DNA
大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶
進行切割後,把它與作為載體的DNA分子
連接起來,然後與載體
壹起導入某壹更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源物質在其中“安家落戶”,進行正常的復制和表達,從而獲得新物種的壹種嶄新技術。它克服了遠緣雜交
的不親和障礙。1974年,波蘭遺傳學家斯吉巴爾斯基(Waclaw Szybalski)稱基因重組技術為合成生物學
概念,1978年,諾貝爾醫生獎頒給發現DNA限制酶
的納森斯
(Daniel Nathans)、亞伯
(Werner Arber)與史密斯
(Hamilton Smith)時,斯吉巴爾斯基在《基因》期刊中寫道:限制酶
將帶領我們進入合成生物學
的新時代。2000年,國際上重新提出合成生物學
概念,並定義為基於系統生物學
原理的基因工程。*重組DNA技術的基本定義*重組DNA技術
是指將壹種生物體(供體)的基因與載體在體外進行拼接重組,然後轉入另壹種生物體(受體)內,使之按照人們的意願穩定遺傳並表達出新產物或新性狀的DNA體外操作程序,也稱為分子克隆
技術。因此,供體
、受體
、載體是重組DNA
技術的三大基本元件。*基因工程的基本定義*狹義上僅指基因工程。是指將壹種生物體(供體
)的基因與載體在體外進行拼接
重組,然後轉入另壹種生物體(受體)內,使之按照人們的意願穩定遺傳,表達出新產物或新性狀。重組DNA分子需在受體細胞中復制擴增,故還可將基因工程表征為分子克隆
(Molecular Cloning)或基因克隆
(Gene Cloning)。廣義上包括傳統遺傳操作中的雜交技術
、現代遺傳操作中的基因工程
和細胞工程
。是指DNA重組技術的產業化設計與應用,包括上遊技術和下遊技術兩大組成部分。上遊技術:基因重組
、克隆
和表達的設計與構建(即DNA重組技術
);下遊技術:基因工程菌(細胞)的大規模培養、外源基因表達產物的分離純化過程。廣義的基因工程概念更傾向於工程學的範疇。廣義的基因工程是壹個高度的統壹體:上遊重組DNA的設計必須以簡化下遊操作工藝和裝備為指導思想;下遊過程則是上遊重組藍圖的體現與保證。---基因工程產業化的基本原則。基因工程是指重組DNA技術的產業化設計與應用,包括上遊技術和下遊技術兩大組成部分。上遊技術指的是基因重組、克隆和表達的設計與構建(即重組DNA技術);而下遊技術則涉及到基因工程菌
或細胞或基因工程生物體的大規模培養以及基因產物
的分離純化過程。基因工程是利用重組技術,在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方
法,對各種生物
的核酸(基因)進行改造和重新組合,然後導入微生物或真核細胞內,使重組基因在細胞內表達,產生出人類需要的基因產物,或者改造、創造新特性的生物類型。從實質上講,基因工程的定義強調了外源DNA
分子的新組合被引入到壹種新的寄主生物中進行繁殖。這種DNA分子的新組合是按工程學的方法進行設計和操作的,這就賦予基因工程跨越天然物種屏障的能力,克服了固有的生物種
(species)間限制,擴大和帶來了定向改造生物的可能性,這是基因工程的最大特點。基因工程包括把來自不同生物的基因同有自主復制能力的載體DNA在體外人工連接,構成新的重組的DNA,然後送到受體生物中去表達,從而產生遺傳物質的轉移和重新組合。基因工程要素:包括外源DNA
,載體分子,工具酶
和受體細胞
等。壹個完整的、用於生產目的的基因工程技術程序包括的基本內容有:(1)外源目標基因的分離、克隆以及目標基因的結構與功能研究。這壹部分的工作是整個基因工程的基礎,因此又稱為基因工程的上遊部分。(2)適合轉移、表達載體的構建或目標基因的表達調控結構重組。(3)外源基因
的導入。(4)外源基因在宿主
基因組
上的整合、表達及檢測與轉基因生物的篩選。(5)外源基因表達產物的生理功能的核實。(6)轉基因新品系的選育和建立,以及轉基因新品系的效益分析。(7)生態與進化安全保障機制的建立。(8)消費安全評價。