基因工程概述

一、基因工程概述

(一)概念

基因(gene)是遗传的基本单位，是染色体上的特定片段，它决定着生物个体的性状、生长与发育。

基因工程(genetic engineering)，又称基因拼接技术或DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

基因工程技术目前已广泛应用于农业、工业、医药、卫生、环保等各个领域。在卫生领域，主要应用于基因诊断、基因治疗和无性繁殖等方面。

(二)基因诊断

基因诊断是指通过直接探查基因的存在和缺陷来对人体的状态和疾病作出判断，也称为DNA诊断、DNA探针技术或基因探针技术。1976年凯恩等人借助DNA分子杂交方法，首次成功对地中海贫血症作出产前诊断，这是基因诊断的最早应用。经过几十年的发展，基因诊断取得了许多成果，目前已经被广泛应用于多种疾病的诊断，尤其是在遗传病诊断方面。现在可以进行基因诊断的疾病已经有上百种。

(三)基因治疗

基因治疗是指以改变细胞遗传物质为基础的医学治疗，即通过基因诊断出异常的基因后，用正常的基因代替异常基因，以达到治疗疾病的目的。基因治疗一般可分为体细胞基因治疗、生殖细胞基因治疗、基因增强工程和优生基因工程。此外，按基因导入的形式，可分为体外基因导入(exvivo)及体内基因导入(invivo)两种形式。前者是在体外将基因导入人体细胞，然后将该细胞注入人体，其制品形式是外源基因转化的细胞，适合在具有专门技术人才和GMP条件的医疗单位进行。后者则是将基因通过适当的导入系统直接导入人体，包括病毒的与非病毒的方法，其制品形式是基因工程技术改造的病毒或者是重组DNA，或者是DNA复(混)合物。

(四)人类基因组计划

人类基因组大约有5万至10万个基因。人类基因组计划是美国科学家1985年率先提出，并于1990年10月正式启动，它旨在通过国际合作，阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因，并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。1999年9月中国加入人类基因组计划，负责测定人类基因组的全部序列的1%，即3号染色体上的3000万个碱基对。经过美、英、法、德、日和中国6个国家的共同努力，1999年11月23日，科学家们完成了10亿个碱基对的测定工作。2000年6月26日科学家公布了已测定的基因组的草图。人类基因组计划是人类科学史上的一个里程碑。

(五)克隆

克隆是指生物体并不是通过性细胞的受精，而是从一个共同的细胞、组织或器官繁殖得到一群遗传结构完全相同的细胞或生物。由于上一代和下一代的遗传信息是一致的，所以可以简单地说，克隆是生命的全息复制。克隆技术在现代生物学中也被称为“生物放大技术”。克隆技术作为生物工程的关键性手段，在科技和社会发展中，具有不可忽视的重要作用。它在基础生命科学、医学、农业科学研究与生产中，具有重大的理论价值和广阔的应用前景。