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廣義的遺傳工程包括細(xì)胞水平上的遺傳操作（細(xì)胞工程）和分子水平上的遺傳操作，即重組DNA技術(shù)（有人稱之為基因工程）。狹義的遺傳工程則專指后者。

重組DNA技術(shù)來源于兩個(gè)方面的基礎(chǔ)理論研究——限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）和基因載體（簡稱載體）。限制酶的研究可以追溯到1952年美國分子遺傳學(xué)家S．E．盧里亞在大腸桿菌中所發(fā)現(xiàn)的一種所謂限制現(xiàn)象——從菌株甲的細(xì)菌所釋放的噬菌體能有效地感染同一菌株的細(xì)菌，可是不能有效地感染菌株乙；少數(shù)被感染的菌株乙的細(xì)菌所釋放的同一噬菌體能有效地感染菌株乙可是不能有效地感染菌株甲。

經(jīng)過長期的研究，美國學(xué)者W．阿爾伯在1974年終于對這一現(xiàn)象提出了解釋，認(rèn)為通過噬菌體感染而進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞的DNA分子能被細(xì)菌識(shí)別而分解，細(xì)菌本身的DNA則由于已被自己所修飾（甲基化）而免于被分解。但有少數(shù)噬菌體在沒有被分解以前已被修飾了，這些噬菌體經(jīng)釋放后便能有效地感染同一菌株的細(xì)菌。被甲（或乙）這一菌株所修飾的噬菌體只能有效地感染甲（或乙），而不能有效地感染乙（或甲），說明各個(gè)菌株對于外來DNA的限制作用常常是專一性的。通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)這種限制現(xiàn)象是由于細(xì)菌細(xì)胞中具有專一性的限制性核酸內(nèi)切酶的緣故。

重組DNA技術(shù)中所用的載體主要是質(zhì)粒和溫和噬菌體（見轉(zhuǎn)導(dǎo)）兩類，而在實(shí)際應(yīng)用中的載體幾乎都是經(jīng)過改造的質(zhì)�；驕睾褪删�體。英國微生物遺傳學(xué)家W．海斯和美國微生物遺傳學(xué)家J．萊德伯格等在1952年首先認(rèn)識(shí)到大腸桿菌的F因子（見細(xì)菌接合）是染色體外的遺傳因子。1953年法國學(xué)者P．弗雷德里克等發(fā)現(xiàn)大腸桿菌產(chǎn)生大腸桿菌素這一性狀為一種染色體外的大腸桿菌素因子所控制。1957年日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)了抗藥性質(zhì)粒。后兩類質(zhì)粒都是在遺傳工程中廣泛應(yīng)用的質(zhì)粒。

重組DNA技術(shù)一般包括四步：

①產(chǎn)生DNA片段；

②DNA片段與載體DNA分子相連接；

③將重組DNA分子導(dǎo)入宿主細(xì)胞；

④選出含有所需要的重組體DNA分子的宿主細(xì)胞。

在具體工作中選擇哪條技術(shù)路線。主要取決于基因的來源、基因本身的性質(zhì)和該項(xiàng)遺傳工程的目的。

重組DNA片段的取得 主要的方法有：

①利用限制酶取得具有粘性末端或平整末端的DNA片段；

②用機(jī)械方法剪切取得具有平整末端的DNA片段，例如用超聲波斷裂雙鏈DNA分子；

③經(jīng)反向轉(zhuǎn)錄酶的作用從mRNA獲得與mRNA順序互補(bǔ)的DNA單鏈，然后再復(fù)制形成雙鏈DNA（cDNA）。例如人的胰島素和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)基因都用這方法獲得。這樣獲得的基因具有編碼蛋白質(zhì)的全部核苷酸順序，但往往與原來位置在染色體上的基因在結(jié)構(gòu)上有區(qū)別，它們不含有稱為內(nèi)含子的不編碼蛋白質(zhì)的間隔順序（見基因）；

④用化學(xué)方法合成DNA片段。從蛋白質(zhì)肽鏈的氨基酸順序可以知道它的遺傳密碼。依照這密碼用化學(xué)方法可以人工合成基因。