基因工程的研究现状与应用
摘要：基因工程自上个世纪出现之后，一直处于蓬勃发展之中并被广泛关注。

进入新世纪以来，更是得到了长足的进步。

目前，在生物领域各相关行业内，均已受到一定的重视，并开展了一系列的研究并且在选修3中基因工程的操作和应用是要求学生掌握的重点内容。

本文主要介绍基因工程在农业、医学等方面的应用研究，探讨基因工程对于这些行业的巨大推动作用，用以扩大学生的生物学相关知识含量，提高学生对于基因工程的学习兴趣。

关键词：基因工程；医学；农业；应用
基因工程是在分子水平上，对基因进行剪切、拼接、重组等操作，再将改造后的基因导入活细胞内，通过基因在活细胞内的转录翻译等操作，改变生物体的性状与遗传特性，达到提高生产和对生物体进行改造的目的。

由于可以改造生物，故而在生物相关行业内，均得到了广泛的发展和应用。

一、基因工程的主要步骤
（1）目的基因的分离：从含有所需性状的生物体的基因组中，通过酶切等手段，找到并分离出所需dna片段。

（2）体外重组dna：在体外，将所需dna 片段连接到可自我复制并有一定标记的载体上，达到重组dna 分子的目的。

（3）导入目的基因：将重组后的dna转移到受体细胞内，并与之一起增殖。

而后从细胞群落中，筛选出获得了重组dna 分子的受体细胞。

（4）对目的基因进行检测和表达
二、基因工程的发展与应用
（一）医学上的应用
1.在制药业的发展与应用
传统医学的发展一直有一个棘手的问题，这个问题阻碍着医学的进步，某些时候也在人们的生命延续上造成了很大的困难。

这个问题就是，有些人体所必须的物质，在现存的生物体内很少产生。

如淋巴因子、凝血因子、胰岛素等。

针对于此，目前科研人员已经将目的基因通过基因工程技术，导入了某些细菌细胞内，使得这些基因得以转录翻译，并产生人体所需的这些物质和药物，为医学的发展做出了很大的贡献。

2.植物基因工程疫苗
生物体的免疫过程，是生物体在抗原的刺激下，免疫系统产生抗体，并防御机体免受更大伤害的过程。

而传统的疫苗生产多是将原有细菌通过人工减毒或者灭活达到降低细菌毒性，然后注射进入人体，产生相应抗体，使得机体具有对这种细菌很好的防御能力。

而通过基因工程，可以将威胁人类健康的各种病毒，如乙型肝炎病毒、霍乱、麻疹、狂犬病病毒等的表面抗原基因导入马铃薯、莴苣、羽扇豆等植物体内。

经过在植物体内的表达，使得植物具有相应抗原。

而后，可以从这些植物中提取相应抗原物质，达到批量生产疫苗的目的。

或者通过食用这些植物，直接获得相应抗体。

到目前为止，已经通过小白鼠实验，证实了这种植物基因工程疫苗的可行性与有
效性。

相信在未来，人们可以直接通过食用相应植物，达到对抗某些疾病的目的。

3.蛋白质工程的应用
蛋白质工程是指采用基因工程等手段，根据蛋白质立体结构，将人们的意愿加在天然蛋白质上，得以改造天然蛋白质，使得改造后的蛋白质在各方面的性能均有很好的提高。

如通过将某些免疫球蛋白和毒素肽融合，制造出的“生物导弹”，就可以用来治疗肿瘤和其他疾病。

同时通过蛋白质工程技术，也可以将人的基因导入动物体内，并使相应实验动物发生癌变，通过这些步骤，可以探究哪些化合物的具有致癌作用。

还有一种蛋白质工程，是将人的基因导入受精卵内，通过动物的生长，从而产生人体所需要的某些物质，如抗凝血酶、人血清蛋白、胶原等等。

以上这些通过基因工程实现的蛋白质工程的应用，已经得以广泛承认并应用于各个领域。

4.基因治疗
在日常生活中，人们偶尔会遇到各种患基因性疾病的人。

这些人的病症由基因变异或者遗传得到，往往具有遗传性。

所以，病症对于整个家族来讲，都是一种梦魇般的折磨。

如果可以找到一种治疗这种疾病的方法，必然是有很大裨益的。

基因治疗就是一种很好的方法。

它是通过转基因的技术，来实现病症的治疗。

当前来讲，也已经开展了很多这方面的研究。

如对于肿瘤的基因治疗。

对于肿瘤的基因治疗是将目的基因导入靶细胞内，从而使得这些细胞具有对肿瘤细胞的抑制或者杀伤的作用。

或者使得这些细胞能够免受放疗
和化疗的伤害，从而使得机体在癌症治疗过程中所受到的伤害最小。

目前这种治疗方案，正处于蓬勃发展之中。

对于1型糖尿病人的基因治疗是另一种应用基因治疗的例子。

1型糖尿病的病因比较复杂，但据目前研究表明，遗传因素有很大一部分原因。

患1型糖尿病的病人，体内遗传缺陷表现在人第6对染色体的hla抗原异常上。

对于这种病人的治疗，目前需要每天注射一定的胰岛素，给病人带来很大的痛苦与精神上的压力。

目前的关于这类病的基因治疗，主要是通过以下四种方法：（1）对致病基因的异常碱基进行纠正（2）用正常基因替换掉致病基因（3）不替换掉致病基因，而是直接将正常基因导入病变基因，得以产生所需物质（4）阻断某些病变基因的表达。

关于1型糖尿病的具体治疗，还有待进一步研究与开发。

（二）农业上的应用
1.抗虫的植物基因：
植物抗虫的基因方法研究已经开展了很多年，主要通过将抗虫基因导入植物细胞内，通过植物细胞的转录翻译达到在植物体内产生一些抗虫物质，而这些物质对于人体无害。

当这些植物进行大规模种植的时候，抗虫特性将得以展现。

目前，这类方法已经在世界多国开展，而且效果良好。

我国曾在华北某些试点进行试验，结果显示，未喷洒农药的具有抗虫基因的农作物的产量要高于喷洒了农药但没有抗虫基因的农作物2倍以上。

2.抗除草剂的植物基因
如果除草剂使用不当，也会对农作物产生杀伤作用。

基于此，美国孟山都公司将可翻译产生抗除草剂的一种基因导入油菜体内，使得油菜的抗除草剂性能提高了4倍。

抗除草剂的效果良好。

目前，已经获得了抗除草剂的作物有大豆、玉米、甜菜、棉花等。

3.改善植物品质
某些经济作物的生产，主要是为了他的某些特性。

如甜菜产糖、大豆产油等等。

所以提高这种经济性状对于农业的经济发展有重大作用。

加拿大植物生物技术研究所，通过遗传操作和转基因技术，使得油菜的产油量提高了四分之一。

这将会对未来农作物中经济作物的种植产生重大影响。

4.动物转基因的育种
动物基因工程的发展主要集中于改良各种牲畜的性状。

如产奶量、产肉量、产蛋量的升高，以及各种产品的质量上的提升等等。

在这一方面，已经获得了很多实例，并有了长足的发展。

目前已经应用了转基因技术的动物有猪、牛、鱼等。

转基因技术除了在改良性状以提高生产方面有很多应用外，在器官移植、疾病模型建立等方面也有特殊价值。

如将基因导入产奶家畜中，利用家畜的乳腺合成药物蛋白，可大大减少成本，提高产量，应用前景十分广阔。

三、结语
目前来看，基因工程的技术已经广泛应用于生物领域各相关行业。

但限于当前科技发展水平，依然有很多地方需要研究，如对肿瘤的治愈、对从动物体上进行器官移植的具体操作技术等等。

对于
未来基因工程的发展，依然需要人们进行各方面的努力与完善；对于基础理论的研究与探索也依然需要进一步细化和规范化。

相信通过各方面的努力与学习，基因工程一定可以更好的为人类进行服务。

参考文献
[1]朱雅斌，孙灿林，谢国柱，钱涛，姜琳.病理性疼痛和脾切除手术对老年雄性大鼠海马细胞胆碱乙酰转移酶和细胞凋亡的不同影响 [j].海南医学.2012（24）
[2]窦炜，姜琳.病理性疼痛和脾切除手术对老年雄性大鼠海马细胞胆碱乙酰转移酶和细胞凋亡的不同影响病理性疼痛和脾切除手术对老年雄性大鼠海马细胞胆碱乙酰转移酶和细胞凋亡的不同影响[j].武汉科技大学学报（社会科学版）.2012（06）。