基因工程技术的发展历史-现状及前景

学号 1234567

基因工程课程论文

（ 2013 届本科）

题目：基因工程技术发展历史、现状及前景

学院：农业与生物技术学院

班级：生物科学 091 班

作者姓名： X X X

指导教师： XXX 职称：教授

完成日期： 2013 年 3 月 16 日

二○一三年三月

基因工程技术发展历史、现状及前景

摘要：生物学已是现代最重要学科之一，而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的发展与进步，已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。

关键词：基因工程技术、发展历史、现状、前景

引言

基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”，通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。

一、基因工程技术的发展历史

（一）基因工程发展简述

人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间，细菌成为人类的第一大杀手，成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命，但是，好景不长，青霉素使用不到期10年，即在世界上20世纪50年代中期，就发现了严重的细菌抗药性，并且这种抗药性还具有“传染性”，也就是说，一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。

基因工程的“开山鼻祖”科恩，就是一位最早从事细菌抗药性的专家。他本科毕业于生物专业，后在美国宾夕法尼亚大学获得医学博士学位，1968年来到美国斯坦福大学担任助教，并选择细菌抗菌药性作为自己的主要研究课题。

他的实验室与其他研究组的工作表明，细菌的抗药性基因不是由染色体DNA 编码的，而是由一种叫“质粒”的小环状DNA分子携带的。质粒DNA中有一叫做“复制区”的序列，它控制着质粒的自主复制。由于这个复制区的作用，质粒可以独立于染色体进行复制，科恩等人的研究表明，细菌抗药性的秘密就在质粒DNA上。

1973年斯坦福大学和加州大学联合完成了“重组DNA技术”的专利申请工作。这是一个非常典型的、因基础理论研究突破而形成实用新技术的事例，整个现代生物技术产业就是从这里萌芽的。

随着1953年DNA双螺旋模型的建立、1966年64个遗传密码的破译以及1971年DNA 限制性内切酶的发现等一系列生命科学领域的重大问题的突破，人们已不再仅仅满足于探索生命现象的奥秘，而是设想在分子水平上去改造生命。一个大胆的构思:将一种生物DNA 中的某个墓因片段连接到另外一种生物的DNA 链上去，将DNA重新组织，不就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗?这种做法史无前例，很像技术科学的工程设计，即依据人类的需要把一种生物的“基因”与另一种生物的“基因”重新“组装”成新的基因组合.创造出新的生命体。

在20世纪70年代，许多DNA新技术的发展使得基因分离和操作取得了巨大成就. 1973年，S. Cohen等人首次获得体外重组DNA的分子克隆锐良多DNA分子的“拷贝”)。1977年，A. Maxam和W. Gilbert的化学裂解DNA RJ 序技术问世;不久，Sanger及其同事又提出了另一种DNA序列分析技术—双脱氧测序法。DNA克隆和测序技术相结合，使当代科学家可以从数千个甚至数万个荃因中分离、鉴定某一特定基因，并且可使任一基因在一定的受体细胞或宿主体内表达具有生物学功能的蛋白质。在DNA克隆和测序技术的基础上，重组DNA技术即基因工程技术日臻完善，为20世纪90年代启动人类基因组计划(human gennrne prnjert, HGP)定了A础。如今，重组DNA技术已被广泛应用于基因修饰和改造、克隆动物、培育抗病植物、开发新药及临床诊断.同时，重组DNA技术也是分子遗传学、分子生物学、分子医学等很多当代生命学科发展、融合的桥梁;这些学科的融合、发展又促进了重组DNA技术的成熟，使其发展

为一个专门学科—重组DNA技术学(recombinant DNA technology)也称作基因工程。

（二）基因工程大事记

1860至1870年奥地利学者孟德尔根据豌豆杂交实验提出遗传因子概念，并总结出孟德尔遗传定律。

1909年丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次提出“基因”这一名词，用以表达孟德尔的遗传因子概念。

1944年3位美国科学家分离出细菌的DNA（脱氧核糖核酸），并发现DNA是携带生命遗传物质的分子。

1953年美国人沃森和英国人克里克通过实验提出了DNA分子的双螺旋模型。

1969年科学家成功分离出第一个基因。

1980年科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。

1983年科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。

1988年K.Mullis发明了PCR技术。

1990年10月被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动。

1998年一批科学家在美国罗克威尔组建塞莱拉遗传公司，与国际人类基因组计划展开竞争。

1998年12月一种小线虫完整基因组序列的测定工作宣告完成，这是科学家第一次绘出多细胞动物的基因组图谱。

1999年9月中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列的1%。中国是继美、英、日、德、法之后第6个国际人类基因组计划参与国，也是参与这一计划的惟一发展中国家。

1999年12月1日国际人类基因组计划联合研究小组宣布，完整破译出人体第22对染色体的遗传密码，这是人类首次成功地完成人体染色体完整基因序列的测定。

2000年4月6日美国塞莱拉公司宣布破译出一名实验者的完整遗传密码，但遭到不少科学家的质疑。

2000年4月底中国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了1%人类基因组的工作框架图。