[科普中国]-基因工程，助力生命科学研究

基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和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研究提供了有力手段。

基因工程是在DNA上进行的分子水平的设计施工，需要有专门的工具。“基因剪刀”、“基因针线”和“基因运载体”是基因工程最基本的工具。“基因剪刀”是指限制性核酸内切酶。每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合，但是这种黏合只能使互补的碱基连接起来，脱氧核糖和磷酸交替连接而构成的DNA骨架上的缺口，需要靠DNA连接酶来“缝合”，DNA连接酶就是“基因针线”。

要将外源基因送入受体细胞，还需要专门的运输工具，这就是“基因运载体”。目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。

基因工程的操作一般要经历四个步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞以及目的基因的表达和检测。

基因工程最突出的优点是打破了常规育种难以突破的物种之间的界限，可以使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间，甚至人与其他生物之间的遗传信息进行重组和转移。人的基因可以转移到大肠杆菌中表达，细菌的基因可以转移到植物中表达。基因转移、基因扩增等技术的应用不仅使生命科学的研究产生了前所未有的变化，而且在实际应用领域也展示出了美好的应用前景。

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