基因工程论文

1 引言（或绪论）
基因工程也称遗传工程，它主要是指通过DNA重组技术，对生物特定的基因进行复制（克隆）、改造（修饰、重组）或人工合成新的基因，以达到改造生物性状乃至创造新的物种的目的。

基因工程就是在基因水平（分子水平）上对生命体的操作。

基因技术将可能给人类在疾病防治、健康保健直至延年益寿方面带来的革命性变化勾起了人们对未来美好生活的无限憧憬。

1.1 基因工程应用于植物方面
农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。

农作物生物技术的目的是提高作物产量改善品质,增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。

基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。

由植物病毒分子生物学的发展,植物抗病基因工程也也已全面展开。

自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中,在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状,通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力,已用多种植物病毒进行了试验。

在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面,也已取得很大进展。

植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。

由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战,耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。

植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。

科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长,从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。

将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来,导入植物体可获得转基因植物,目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。

随着生活水平的提高,人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。

实践证明,利用基因工程可以有效地改善植物的品质,而且越来越多的基因工程植物进入了商品生产领域,近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展,如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因,成功地导入到马铃薯中,培育出高蛋白马铃薯品种,其蛋白质含量近大豆,大大提高了营养价值,得到了农场主及消费者的普遍欢迎。

在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。

1.2 基因工程应用于医药方面
目前,以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一,发展前景非常广阔。

基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核
甘酸药物等。

它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。

在很多领域特别是疑难病症上,基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。

我最为熟悉的干扰素( IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子,在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。

目前,应用基因工程研制的艾病疫苗已完成中试,并进入临床验证阶段;专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制,它可有目的地寻找并杀死肿瘤,将使癌症的治愈成为可能。

由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂,最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒,修复、促进肝细胞再生的全过程。

经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。

此项基因学研究成果在国际治肝领域中,是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。

1.3 基因工程应用于环保方面
工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力,已成为人们十分关注的问题。

基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。

美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因链接,转移到某一菌体中构建出可同时降解4种有机物的“超级细菌”,用之清除石油污染,在数小时内可将水上浮油中的2 /3烃类降解完,而天然菌株需1年之久。

也有人把Bt 蛋白基因、球形芽孢杆菌、且表达成功。

它能钉死蚊虫与害虫,而对人畜无害,不污染环境。

现已开发出的基因工程菌有净化农药的DDT的细菌、降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物(铅、汞、镉等)的基因工程菌及植物等。

90年代后期问世的DNA 改组技术可以创新基因,并赋予表达产物以新的功能,创造出全新的微生物,如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR技术全部克隆出来,再利用基因重组技术在体外加工重组,最后导入合适的载体,就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株,从而大大地提高降解效率。

2 基因工程存在的争议
目前普遍的看法是，人类在基因技术如何影响人类社会传统伦理道德方面的研究远远落后于对基因技术本身的研究。

塞莱拉基因公司老板文特尔就曾郑重指出，人类
基因图谱虽然由人类各国共享，但决不能滥用。

我认为所有的科学创造、发明都应该以改善人类生活为目的，基因工程方面的研究也如此。

我们应鼓励基因科学的深入发展，国家也应该加大投入。

但是克隆人以及一些武器发展方面的问题，就要靠社会的约束和管理，要靠人类自己的抉择，毕竟科学都是有正反两面性的。

就基因工程技术本身而言，也存在着不少争议，不得不让人重视。

2.1 对遗传工程的生物能否给予专利保护
就像过去欧洲圈占无生命的公有资源土地一样，“圈地运动”同样存于今天：美国一家公司用一种植物为原料制成抗癌物质，赚取上亿美元,而这一植物的自然资源地的人们却没有拿到一分钱补偿，这时就涉
及到生物遗传资源能否拥有私有知识产权的问题。

2.2 要不要反对生物剽窃
不少发展中国家拥有原始遗传资源，而发达国家却拥有生物技术革命的手段，可以把基因库资源变成商品。

印度有一种讷木树，一家西方公司从其中分离出有效成份，申请和获得多项讷木提取液生产工艺的专利，这种被生物资源地称之为“生物剽窃”的做法是否妥当。

2.3 人类能否成为知识产权
美国卫生研究院从巴拿马妇女血液中分离一种病毒，可以生成研究艾滋病和白血病的抗体，并申请专利；印度近亲结婚多，成为国际基因勘察目标，对遗传缺陷和遗传基因感兴趣的“基因猎手”们蜂拥而至。

这些做法在世界上正受到强烈的抵制，1994 年，40 多个国家的妇女反对美国公司申请和获得乳腺癌基因的专利，因为这些基因是自然产物，不是人类发明，不应成为知识产权。

2.4 基因工程会不会给地球带来严重的环境后果
基因可以随着技术的发展和人类的应用而产生流动，这种“基因流”就带来“遗传污染”。

比如消化木质素的遗传工程酶对造纸业有极大的价值，可一旦这种细菌进入森林，则导致森林毁灭。

更可怕的是基因武器，故意释放危险的遗传工程病毒，造成世界污染。

2.5 遗传工程使动物受难
在科学实验中插入突变基因的小鼠，常常发生没有后腿、面裂、脑缺，世界动物
保护协会对这些实验一直都持反对态度。

2.6 转基因动物的争论
有两种意见：一种是称赞转基因动物突破传统技术，产生全新的生物，带来无限商机，是一个进化的表现，是一个革命；另一种理论表示这在道德上违反了生物类群的遗传本质，对进化历史和传统饲养的彻底背离。

2.7 遗传工程食品会不会危及人类健康
致敏性生物基因的遗传工程食品会引发人群严重变态反应。

2.8 遗传工程动物器官移植的新忧虑
这项技术可能导致动物跨种系传播，造成全球扩散，比如艾滋病。

人类很久以来所追求和艰难保存的个人和公共的安全，可能在追求完美自身的遗传改造过程中不可逆地丧失。

在这种情况下，生物技术虽然有一个清楚的开端，目前却没有一个清楚的结尾。

对于这些争议，作为科技界，应该在保持清醒头脑和良知的同时做出认真选择，让基因工程趋利避害，真正为社会和人类服务。

3 转基因食品的隐患
虽然转基因食品研究历史只有短短几十年，但其提高产量、增强自身抗病抗虫等优点较为明显，另一方面，其潜在的风险，如过敏性、毒性及对环境影响也令世人关注。

3.1 毒性问题
一些研究学者认为，对于基因的人工提炼和添加，可能在达到某些人们想达到的效果的同时，也增加和积聚了食物中原有的微量毒素。

3.2 过敏反应问题
对于一种食物过敏的人有时还会对一种以前他们不过敏的食物产生过敏，比如：科学家将玉米的某一段基因加入到核桃、小麦和贝类动物的基因中，蛋白质也随基因加了进去，那么，以前吃玉米过敏的人就可能对这些核桃、小麦和贝类食品过敏。

3.3 营养问题
科学家们认为外来基因会以一种人们目前还不甚了解的方式破坏食物中的营养成分。

3.4 对抗生素的抵抗作用
当科学家把一个外来基因加入到植物或细菌中去，这个基因会与别的基因连接在一起。

人们在服用了这种改良食物后，食物会在人体内将抗药性基因传给致病的细菌，使人体产生抗药性。

3.5 对环境的威胁
在许多基因改良品种中包含有从杆菌中提取出来的细菌基因，这种基因会产生一种对昆虫和害虫有毒的蛋白质。

在一次实验室研究中，一种蝴蝶的幼虫在吃了含杆菌基因的马利筋属植物的花粉之后，产生了死亡或不正常发育的现象，这引起了生态学家们的另一种担心，那些不在改良范围之内的其它物种有可能成为改良物种的受害者。

结论
生物技术是20世纪末期在现代分子生物学等生命科学的基础上发展起来的一个新兴技术领域，目前人们常说的生物技术一般指基因工程技术，是现代生物技术的核心。

利用基因工程技术改变基因组构成而形成的动植物、微生物及其产品被称为转基因生物产品。

由于基因工程技术在生产上的应用打破了无中间天然杂交的屏障，不同物种间的遗传物质可以互相交流，因此人们有理由相信这种技术的实际应用会对人类、动植物、微生物及其生态环境构成危险或潜在风险，即生物安全。

所以,我们要在抓住机遇,大力发展基因工程技术的同时,需要严格管理,充分重视转基因生物的安全性。

参考文献
1 楼士林,杨盛昌,龙敏南,等. 基因工程[M ]. 北京:科学出版社,2002.
2 李庆军,董艳桐,施冰. 植物抗虫基因的研究进展[ J ]. 林业科技, 2002, 27
3 吴乃虎，基因工程原理.北京：科学出版社，1998
4 张慧展，基因工程.上海：华东理工大学出版社，2005。