基因工程四个过程

基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术，或者叫做遗传工程。基因工程被认为是世界上最伟大，最高深的学术。基因工程的操作一般包括以下四个步骤：

基因工程四个过程

第一步目的基因的获取；

第二步基因表达载体的构建；

第三步将目的基因导入受体细胞；

第四步目的基因的检测与鉴定。

基因工程

生物工程，是20世纪70年诞生的一门新兴的综合性应用学科，包括四大工程，即基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程，其中基因工程在人们生产生活中尤为重要。

基因工程，又称为DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，运用分子生物学和微生物学为手段，将不同来源的基因按预先的设计，在细胞体外构建杂种DNA分子，然后导入受体细胞，以改变生物原有的遗传特性，获得人类所需要的新品种。

简单来说，基因工程是用人为的方法将人类所需要的某一供体生物的遗传物质DNA提取出来，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，使其存活下来，进行正常的复制和表达，从而获得新物种。基因工程最大的作用是它能克服远缘杂交的不亲和障碍，实现跨种间的亲缘关系。

在生活的应用中常见的杂交水稻就是成功运用基因工程的案例。杂交水稻，是选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交后生产出具有杂种优势的第一代杂交种，是亲本水稻的优势结合体。再例如人工胰岛素，是来自一种细菌，其DNA中被插入了人类可产生胰岛素的基因，细菌便可自行复制胰岛素。

发展历史

1866年，奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律；1868年，瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA；1882年，德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体，也就是后来的染色体；1944年，美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料，而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果，奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年，第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第 22组基因排序列图；未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。

基因工程的基本工具

（一）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶）

1.来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。

2.功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

3.结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。

（二）“分子针线”——DNA连接酶

1.分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类2.功能：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：

①相同点：都缝合磷酸二酯键

②区别：E.coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。

（三）“分子运输车”——载体

1.载体具备的条件：

①能在受体细胞中复制并稳定保存；

②具有一至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入；

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

2.基因工程常用的载体有：质粒、噬菌体和动、植物病毒等。

最早应用的载体是质粒，它是细菌细胞中的一种很小的双链环状DNA分子。

基因工程的应用

1. 植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。

2. 动物基因工程：增强动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。

3. 基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。

4. 基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。