基因工程对人类社会的影响

基因工程对人类社会的影响

------浅谈基因工程的应用现状及发展前景[摘要] 在基因水平上采用与工程设计十分类似的方法，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代，称为基因工程，一门理论性与实践性较强的学科,其方法与技术已经渗透到现代生命科学的各个分支领域,成为生命科学的一门核心技术。基因工程技术广泛应用于农业、医学、食品工业等方面。

[关键字] 基因工程技术应用现状发展前景

[正文]

基因工程

基因工程又称DNA 重组技术、基因重组技术 , 是20 世纪70 年代初兴起的技术科学,是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法, 按照人类所需, 用DNA 重组技术对生物基因组的结构和组成进行人为修饰或改造, 将DNA 重组体送入受体细胞, 使它在受体细胞内复制、转录、翻译,从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或人类有益的生物性状。这种跨越天然物种屏障, 把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞之中的能力, 是基因工程技术区别于其他技术的根本特征。

基因工程给生命科学自身的研究带来了深刻的变化,目前科学家已完成了多种细胞器的基因组全序列测定工作。基因工程具有广泛的应用价值, 能为工农业生产、医药卫生、环境保护开辟新途径。

基因工程研究内容

(1)从复杂的生物有机体基因组中, 经过酶切消化扩增等步骤, 分离出带有目的基因的DNA 片段。

(2)在体外, 将带有目的基因的外源DNA 片段连接到能够自我复制并具有选择记号的载体分子上, 形成重组DNA分子。

(3)重组DNA 分子转移到适当的受体细胞, 并与之一起增殖。

(4)从大量的细胞繁殖群体中, 筛选出获得了重组DNA 分子的受体细胞克隆。

(5)从这些筛选出来受体细胞克隆, 提取出已经得到扩增的目的基因, 供进一步分析研究使用。

(6)将目的基因克隆到表达载体上, 导入寄主细胞, 使之在新的遗传背景下实现功能表达, 产生出人类所需要的物质。

基因工程技术的广泛应用

一. 在农业上的应用

1. 抗除草剂的植物基因工程

利用生物技术, 将能抵抗除草剂的基因转移到植物中, 获得抗除草剂的植物, 目前, 已获得的抗除草剂作物有大豆、棉花、玉米、水稻和甜菜等20 多种。

2. 抗虫的植物基因工程

通过克隆这些毒蛋白的基因并把这些基因转移到植物细胞中, 从而获得能抗虫的转基因植物。目前, 基因已被转入烟草、番茄、马铃薯、水稻、玉米及棉花等多种植物中。

3. 动物转基因育种

动物基因工程研究主要集中在改良家畜、家禽的经济性状和通过转基因动物进行药物或蛋白质的生产等方面, 先后培育出转基因猪、羊、牛和鱼等, 另一种转基因猪是带有人体基因的猪, 这种转基因猪客望能解决人体移植动物器官的遗体排斥问题。随着动物基因工程技术的逐渐成熟和转人体血红蛋白的基因猪、转人体血清蛋白的基因山羊等的问世, 不仅能生产出大量人类所需的血红蛋白、白蛋白等药物而且为动物育种开辟了一条全新的途径。

二. 在医学上的应用

1. 基因治疗

基因治疗是指用基因工程的技术方法，将正常的基因转如病患者的细胞中，以代病变基因，从而表达所缺乏的产物，或者通过关闭或降低异常表达的基因等途径，达到治疗某些遗传病的目的。目前，已发现的遗传病有6500多种，其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此，遗传病是基因治疗的主要对象。

基因治疗的最新进展是即将用基因枪技术于基因治疗。其方法是将特定的DNA用改进的基因枪技术导入小鼠的肌肉、肝脏、脾、肠道和皮肤获得成功的表达。这一成功预示着人们未来可能利用基因枪传送药物到人体内的特定部位，以取代传统的接种疫苗，并用基因枪技术来治疗遗传病。

目前，科学家们正在研究的是胎儿基因疗法。如果现在的实验疗效得到进一步确证的话，就有可能将胎儿基因疗法扩大到其它遗传病，以防止出生患遗传病症的新生儿，从而从根本上提高后代的健康水平。

2. 基因工程药品的生产

许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。

利用基因工程技术开发新型治疗药物是当前最活跃和发展最快的领域。自1982 年世界第一个基因工程药物:重组胰岛素投放市场以来, 基因工程药物开发成功的约50 个药品,生物工程药物将成为21世纪药业的支柱。而脱氧核糖核酸或者基因疫苗的问世, 变革了机体的免疫方式。

基因工程技术生产药物的应用有:

(1)肿瘤导向治疗；

(2)哮喘、银屑病、类风湿性关节炎、红斑狼疮、急性心梗、脓毒症、多发性硬化症及其他自身免疫性疾病；

(3)心脑血管疾病；

(4)感染性疾病；

(5)“生物导弹”等。

三. 基因工程与环境保护

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。

可以用于环境监测基因工程还可以用于被污染环境的净化。造成环境污染的农药，并试图通过基因工程的方法回收和利用工业废物。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。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。

基因工程的发展前景

由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。基因工程技术几乎涉及到人类的生存所必需的各个行业。所以，其应用前景十分广阔。

但是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能完全精确的预测。

基因工程技术作为一项新兴的生物技术，其发展趋势不可阻挡。为此，我们应该适当借鉴国外经验，建立一套既符合中国国情，又与国际接轨，且科学合理