基因工程,也称为基因拼接或DNA重组,是一种在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞的技术,旨在改变生物原有的遗传特性,从而获得新品种或生产新产品。它包括遗传工程、重组DNA技术或分子克隆。
遗传工程:
这是包括基因工程在内的人工改造生物遗传性的全部技术。
DNA重组:
采用酶法,将来源不同的DNA进行体外切割与连接,构成杂种真核或原核细胞DNA分子。
分子克隆:
主要指重组DNA分子在宿主细胞内的复制过程。
基因工程的关键技术包括:
工具酶的分离纯化及其性质研究,如细菌限制性核酸内切酶的发现和应用。
外源DNA及载体DNA的分离纯化及鉴定与分析。
外源DNA及载体DNA的切割与连接。
外源RNA的反转录。
载体构建。
DNA顺序分析技术,如Gilbert W和Sanger F建立的DNA顺序分析技术,为基因结构分析、基因转化图谱制备及基因合成提供了重要分析手段。
基因工程的应用非常广泛,包括:
农业:培育抗虫棉、抗病抗草害作物、改良作物品种等。
医学:基因治疗、遗传病家族获得健康的新生儿、制造生物药物等。
环境保护:清除环境污染、基因工程微生物处理有毒废物等。
药品领域:生产基因工程药物、疫苗等。
器官移植:通过基因工程实现器官的体外培养和组织工程。
基因工程的诞生和发展,使得人类有能力在分子水平上对基因进行精确操作,创造出新的生物类型和生物产品,这一技术被誉为现代生物工程的主体技术,也是当代生物科学的生长点。