细胞工程在生物领域的发展姓名:朱蓉学号:090220205 班级:营销0904摘要:如今,生物工程在我们生活中的地位越来越高,细胞工程对我们人类发挥这很重要的作用,我们人类已经离不开生物工程了,细胞工程是生物工程的一个重要组成部分,本文主要介绍细胞工程的概念、细胞工程的现状以及细胞工程的发展。
关键词:细胞工程现状发展1、细胞工程的概念细胞工程是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和生物学的理论与方法,按照人民的需要和设计,在细胞水平上的遗传操作,重组细胞的结构和内含物,以改变生物的结构和功能,即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织核细胞培养等方法,快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。
2、细胞工程的种类细胞工程主要分为植物细胞工程和动物细胞工程。
2.1 植物细胞工程植物细胞工程是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性,从而创造新的生物和物种,以获得具有经济价值的生物产品。
植物细胞工程,是在细胞水平上针对植物细胞的细胞工程,它是细胞工程的一个重要组成部分。
(1)、植物细胞工程的理论基础植物细胞工程的理论基础是植物细胞的全能性。
植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,从而具备发育成完整植株的遗传能力。
在适宜的条件下,任何一个细胞都可以发育成一个新个体。
植物细胞的全能性事植物组织培养的理论基础。
(2)、植物细胞工程的常用技术手段植物细胞工程的常用技术手段是植物组织培养和植物体细胞杂交。
Ⅰ、植物组织培养植物组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年发展起来的一项无性繁殖的新技术。
广义的植物组织培养又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织、器官活细胞、原生质体等等,通过无菌操作,在人体控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
狭义的是指用植株各部分组织,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织在经过再分化形成再生植物。
Ⅱ、植物体细胞的杂交植物体细胞杂交又称原生质融合,是指将植物不同种、属以及甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。
植物细胞具有细胞壁,未脱壁的两个细胞是很难融合的,植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合,所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。
2.2动物细胞工程(1)动物细胞工程的理论基础动物细胞工程的理论基础是细胞增殖。
所谓细胞增殖就是通过细胞分裂增加细胞的数量,动物细胞不具有全能性,只有动物的细胞个菜具有全能性。
(2)、动物细胞工程的常用技术手段动物细胞工程的常用技术手段是:动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植。
Ⅰ、动物细胞培养动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增值。
Ⅱ、动物细胞融合动物细胞融合跟植物体细胞杂交的方法是差不多的。
细胞融合的发现和使用,克服了远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离,动物细胞融合技术最重要的作用是植被单克隆抗体。
Ⅲ、单克隆抗体技术单克隆抗体技术就是将能够产生抗体的B淋巴细胞于骨髓瘤细胞杂交,获得技能产生抗体,又能无线增殖的杂种细胞,并生产抗体的技术。
Ⅳ、胚胎移植胚胎移植又称受精卵移植,俗称人工授胎或借腹怀胎,是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状况相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体技术。
Ⅴ、核移植核移植是将共体细胞核移入去核的卵细胞中,是后者不经过精子穿透等游行过程即可被激活、分裂并发育,让核供体的基因得到完全复制。
培养一段时间后,在把发育中的卵母细胞移植到人体或动物体内的方法。
3细胞工程的现状当今社会,生物工程越来越得到重视,细胞工程作为生物工程的一个重要组成部分,也得到相当重视,细胞工程在农林、园艺和医药领域中已经为我们人类作出了很大的贡献。
细胞工程作为科学研究的一种手段,已经渗入到生物工程的各个领域,成为必不可少的配套技术。
3.1、优良物种的培育3.1.1植物方面优良品种的培育到目前为止,我国已经利用细胞工程技术培育出很多具有优良特性的物种,培育出具有抗病性、高产量的物种。
几乎每种植株果树都带有病毒,而且多是通过营养体繁殖代代相传,用去病毒试管苗技术,可以有效地防止病毒病的侵害,恢复种性并加速繁殖速度。
目前,香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龙眼、核桃等十余种果树的试管苗去病毒技术,已基本成熟。
香蕉去病毒试管苗的微繁殖技术已成为产业化商品化的先例之一。
因为香蕉是三倍体植物,必须通过无性繁殖延续后代,传统方法一般采用芽繁殖,感病严重,繁殖率低;而采用去病毒的微繁殖技术不仅改进了品质,亩产量约提高30%~50%,很容易被蕉农接受。
在粮食方面也有很多显著应用。
例如,我国已解决了马铃薯的退化问题,日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培养无病毒微型马铃薯块茎作为种薯,实现种薯生产的自动化。
通过植物体细胞的遗传变异,筛选各种有经济意义的突变体,为创造种质资源和新品种的选育发挥了作用。
现已选育出优质的番茄、抗寒的亚麻、以及水稻、小麦、玉米等新品系。
有希望通过这一技术改良作物的品质,使它更适合人类的营养需求。
再如:河南省农科院生物技术研究所利用细胞工程,主要是游离小孢子时期形成的愈伤组织,培育成单倍体,然后加倍形成纯系,进而选配杂交组合,在很短的时间内培育出豫春1号、豫新5号、豫园50号、豫新48号、豫新50号、豫新55号、豫新60号、豫新3号、豫新1号、豫新2号、豫新6号等等春播、夏播、早秋播、秋播系列大白菜新品种。
这些运用细胞工程培育出来的优良品种大白菜都表出整齐高度、抗病、抗逆性强、产量高、品种好等优良特性,具有良好的推广应用前景,可大大促进我国大白菜司机生产发展。
3.1.2、动物方面优良物种的培育克隆多莉羊的培育,应该是动物方面优良物种培育的先例,我们可以通过动物细胞培养培育可以让快要灭绝的动物还继续存活在世上、可以培育生长快抗病性强肉鲜美的动物食物、还可以培育出一些对我们人类有价值的动物。
我国已经通过细胞工程培育出了一些优良品种的鲫鱼,这些不具生育能力的鲫鱼具有抗病性强、生长快、肉鲜美的优良特性。
3.2、细胞工程在医药方面的发展3.2.1、试管婴儿的应用现在人们不要担心自己不能生育的问题了,即使因为生理方面的缺陷导致不能生育的人,可以选择试管婴儿生育下一代。
1988年,中国第一个试管婴儿诞生,这标志着我国细胞工程的一大飞跃,到今天,二十多年来,试管婴儿已经得到广泛应用,我国已经培育出很多试管婴儿,运用试管婴儿技术,可以大大减小遗传病的遗传。
3.2.2、单克隆抗体的应用单克隆抗体在生物学和医学研究领域中显示了极大的应用价值,是亲和层析中重要的配体,是免疫组织化学中主要的抗体,是免疫检验中的新型试剂。
作为医学检验试剂,单克隆抗体也充分发挥其优势。
由于其特异性强,可将抗原抗体反应的特异性大大提高,减少了可能存在的交叉反应,使试验结果可信度加大。
单克隆抗体的均一性和生物活性单一性使抗原抗体反应结果便于质量控制,利于标准化和规范化。
目前已有许多检验试剂盒用单克隆抗体制成,其主要用途如下。
Ⅰ、诊断各类病原体是单克隆抗体应用最多的领域,已有大量的商品诊断试剂供选择。
如用于诊断乙型肝炎病毒、疱疹病毒、巨细胞病毒、EB病毒和各种微生物感染的试剂等。
单克隆抗体具有灵敏度高、特异性好的特点。
尤其在鉴别菌种型及亚型、病毒的变异株以及寄生虫不同生活周期的抗原性等方面更具独特优势。
Ⅱ、肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原的检测用于肿瘤的诊断、分型及定位。
尽管目前尚未制备出肿瘤特异性抗原的单克隆抗体,但针对肿瘤相关抗原(例如甲胎蛋白和癌胚抗原)的单克隆抗体早已被用于临床检验。
近年来,有人利用单克隆抗体进行肿瘤分型,对制定治疗方案和判断预后也有帮助。
用抗肿瘤单抗检查病理学标本,可协助确定转移肿瘤的原发部位。
以放射性核素标记单克隆抗体主要用于体内诊断,结合X线断层扫描技术可对肿瘤的大小及其转移灶作出定位诊断。
Ⅲ、检测淋巴细胞的表面标志用于区分细胞亚群和细胞分化阶段。
例如检测CD 系列标志有助于了解细胞的分化和T细胞亚群的数量和质量变化,对多种疾病诊断具有参考意义。
对细胞表面抗原的检查在白血病患者的疾病分期、治疗效果、预后判断等方面也有指导作用。
组织相容性抗原是移植免疫学的重要内容,而应用单克隆抗体对HLA进行位点检查与配型可得到更可信的结果。
Ⅳ、应用单克隆抗体和免疫学技术可对机体的多种微量成分进行测定,如诸多酶类、激素、维生素、药物等;对受检者健康状态判断、疾病检出、指导诊断和治疗均具有实际意义。
4、细胞工程的展望进入二十一世纪以来,细胞工程在生产应用中及对我们人的病痛治疗的贡献已经有目共睹了,在高科技发展的今天,细胞工程的地位已经很高了,人们也都很注意细胞工程的发展了,可以看到,在我国从事细胞工程工作研究的人越来越多了。
细胞工程给我们人类带来了很大的财富,优良物种的培育、单克隆抗体的制备等等,随着细胞工程的发展,相信更多的癌症将会拜倒在细胞工程的石榴裙下,更多的可口的食物将出现在我们人间。
我相信,在将来,细胞工程将会更突飞猛进的发展,我们的农业、畜牧业、林业以及医药业也将会高速发展。
让我们拭目以待细胞工程的卓越贡献吧。
参考文献:1、唐祖明、郑纪山、肖中党等,甲肝病毒单克隆抗体的研制与应用。
东南大学学报(自然科学版),2000,3015)2、孙毅,科技情报开发与经济(旬刊),细胞工程的研究进展及前景展望,2006年第12期3、孙毅,生物技术研究的新进展,科技信息杂志,1995(5):10-11,责任编辑:刘翠玲4、李刚、刘鹏、刘诚讯、王钊,中国现代应用药学(期刊),我国细胞工程制药的研究现状和发展前景,2002-08-255、蒋丽娟、李昌珠,湖南林业科技(期刊),生物在林木育种上的应用,1995-09-306、李浚明,世界农业(期刊)生物工程与植物改良(上),1992-07-297、胡显文、肖成祖,生物技术通讯(期刊),细胞工程在制药工业中的地位,2001-05-26。